[发明专利]一种射频收发装置

说明书

技术领域

本发明涉及射频收发技术领域，特别是一种极低功耗的射频收发装 置。

背景技术

在无线传感器网络和可植入医疗用途的无线通信等领域中，通常要求 系统功耗必须极低，因而在CMOS工艺上集成超低功耗的射频收发器系统 是一项关键技术。

近年来一些超低功耗的射频收发器系统基于无源RFID的技术来实 现，然而这些系统的数据速率通常很低(＜100Kbps)，其接收系统的灵敏 度通常不高，为了使接收系统能够有效的接收信号，发射系统必须发射足 够高的功率，然而高的射频功率对人体是有害的，所以基于以上缺点方面 的考虑，无源RFID技术来实现的超低功耗射频收发器并不适合应用于无 线传感器网络和可植入医疗用途的无线通信领域中。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种极低功耗的射频收发装 置，使其能够适用于无线传感器网络和可植入医疗用途等超低功耗应用的 场合中。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种射频收发装置，该装置包括：

双工器10，该双工器的一端与天线连接，另一端与射频前端11的输 入端连接，再一端与功率放大器18的输出端连接，用于接收和发射的选 通和隔离；

射频前端11，该射频前端11的输入端分别与双工器10的一端和缓冲 器15的输出端连接，输出端与滤波器12的输入端连接，用于放大接收到 的微弱信号，降低整体接收系统的噪声指数，将射频信号变频到中频信号 以方便后续中频电路的处理；

滤波器12，该滤波器12的输入端与射频前端11的输出端连接，输出 端与自动增益调整器13的输入端连接，用于抑制带外噪声和本振泄露干 扰；

自动增益调整器13，该自动增益调整器13的输入端与滤波器12的输 出端接连，输出端与解调器14的输入端连接，用于中频信号动态范围的 调整，将信号幅度稳定在一个合理的电平上；

解调器14，该解调器14的输入端与自动增益调整器13的输出端连接， 输出端输出解调后的信号，用于解调前级自动增益调整器13输出的模拟 中频的信号，将该信号恢复为原始的数字数据；

缓冲器15，该缓冲器15的输入端与振荡器16的输出端连接，输出端 与射频前端11连接，用于隔离射频前端11和振荡器16；

振荡器16，该振荡器16的输入端分别与存储器17的输出端和基带处 理器19的输出端连接，输出端分别与缓冲器15的输入端和功率放大器18 的输入端连接，用于向射频前端11提供载波信号，向功率放大器18提供 射频调制信号；

存储器17，该存储器17的输入端与数字控制器20的输出端连接，输 出端与振荡器16的输入端连接，用于存储振荡器16的频率控制信号，向 振荡器16提供频率控制信号以控制振荡器的频率；

功率放大器18，该功率放大器18的输入端分别与振荡器16的输出端、 基带处理器19的输出端和数字控制器20的输出端连接，输出端与双工器 10的一端连接，用于放大振荡器16的输出信号；

基带处理器19，该基带处理器19的输入端与数字控制器20的输出端 连接，输出端分别与振荡器16的输入端和功率放大器18的输入端连接， 用于向振荡器16和功率放大器18提供基带数据，利用该基带数据控制振 荡器16的导通和关断；

数字控制器20，该数字控制器20的输出端分别与存储器17的输入端、 功率放大器18的输入端和基带处理器19的输入端连接，用于向存储器17、 功率放大器18和基带处理器19提供数字控制信号。

上述方案中，所述射频前端11包括依次连接的偏置电路、增益可变 功耗可变的低噪声放大器和无源混频器。

上述方案中，所述偏置电路由恒流源和宽长比可选择的N型晶体管构 成，通过选择N型晶体管的尺寸，实现低噪声放大器偏置电压的改变，从 而改变低噪声放大器的功耗；

所述低噪声放大器，其增益模式分为高增益模式和低增益模式，高低 增益模式的切换由位于低噪声放大器负载处的P型晶体管控制；

所述混频器是无源混频器，其功耗可忽略，该混频器的一端接低噪声 放大器的输出，另一端接地电位，输出为差分信号。