射頻與無線通信的案例
低功耗射頻無線數據采集節點電路
隨著集成電路、無線通信技術和嵌入式技術的發展，無線通信網絡也應運而生，無線傳感網絡具有低功耗、低成本、分布式和自組織的特點。傳統的無線射頻通信模塊體積大，需要控制芯片來控制射頻模塊，這就增加了設計的成本，而且可移動性不好。
半導體技術的不斷進步使處理器芯片可以被集成為體積很小的一塊，而價格變得更便宜，專用的無線網絡芯片和技術也得到發展。文中采用了TI公司的CC430F5137(＄3.3750)設計并實現了一種應用于無線網絡中的節點模塊。CC430F5137是一款內部集成了射頻核的芯片，它內置了CC1101(＄2.0625)射頻核，使用單顆芯片就可以完成數據的采集、處理、發送與接收，使電路板的體積可以變得更小、更便宜。為了實現網絡節點的低功耗設計，本文采用了射頻模塊的無線喚醒（WOR）功能。同時，利用射頻核的空閑信道評估（CCA）功能改進了射頻發送的算法，提高了多節點向中繼器模塊發送數據時的準確性。
總體設計方案
無線傳感器網絡是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成的網絡。它是由大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網絡，以協作的方式感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋地理區域內被感知對象的信息，并最終把這些信息發送給網絡所有者。無線傳感器網絡主要實現了數據的采集、處理和傳輸三種功能。
傳感器網絡節點一般受到工作環境的影響，功耗問題是要首先考慮的。考慮到低功耗要求的設計，節點設備的主控MCU選擇 CC430F5137，利用它內置的射頻通信模塊進行射頻通信。由于其低功耗的特點可采用電池供電。軟件部分利用CC1101的無線喚醒功能，能史好地降低系統功耗。
無線傳感器網絡中可以掛接多個節點設備，而每個節點設備的地址必須唯一。本文設計的節點設備采用撥碼開關來設置每個節點設備的地址，確保每個節點都有一個唯一的地址。
展開 GaN產業鏈—射頻通信大顯身手，功率器件或后來居上
來源：平安證券
無線取餐/排隊呼叫器采用先進的DP4306無線通信芯片
無線取餐/排隊呼叫器采用先進的DP4306無線通信芯片，該芯片是一款低功耗、高性能、獨立運行的射頻收發芯片，適用于各種230、 315、433、470、868、915MHz的無線應用。無線呼叫系統由主機、接收器和充電器組成，超大型場所也可選配外接大功率發射機。可應用于餐飲、休閑娛樂、商場、診所、兒童游樂中心、銀行、工廠、汽車4S店和考試中心等場所，可實現服務呼叫、管理呼叫、排隊呼叫、單呼、組呼、群呼、定時呼、發送數字、英文和中文（高級版）信息等功能
DP4306本芯片是一款高性能低功耗的單片集成收發機，工作頻率可覆200MHz~1000MHz， 該芯片集成了射頻接收器、射頻發射器、頻率綜合器、GFSK調制器、GFSK解調器等功能模 塊。通過SPI接口可以對輸出功率、頻道選擇以及數據包格式進行靈活配置，并且內置CRC、 FEC、自動應答和自動重傳機制，可以大大簡化系統設計并優化性能。
展開 新型3D打印超材料實現主動冷卻和射頻通信
據該研究的通訊作者Jason Patrick說，超材料的可重構性使其具有多功能性，有可能應用于微處理器、飛機和建筑物的主動冷卻，以及飛行中的可調諧通信設備。
帕特里克說："纖維增強的復合材料已經在廣泛使用。我們所做的是在材料方面取得進展，并利用3D打印技術創造出一類新的多功能和可重新配置的超材料，這對于可擴展的、結構性的實施具有真正的潛力，而且不應該是過于昂貴的。"
△超材料的電磁特性可以用液態金屬合金來改變，而它的熱特性可以讓水通過它來改變。圖片來自北卡羅來納州立大學
支持3D打印的超材料
超材料的多功能性最終可以歸功于增材制造所賦予的設計自由。這項技術使工程師們能夠以廣泛的幾何形狀和尺寸3D打印高度復雜的管網——微血管。由于超材料依賴于現成的復合材料制造工藝，它的生產也應該具有成本效益。
在實驗過程中，美國研究人員讓鎵和銦的室溫液體合金穿過該網絡，這使他們能夠控制其電磁特性。具體來說，通過修改血管的方向、間距和內部導電液體金屬的體積，研究小組可以密切控制超材料如何過濾掉無線電頻譜中的特定電磁波。這對于能夠按需從頻譜的一個部分跳到另一個部分的可調諧通信系統具有巨大的潛力。
該論文的共同作者Kurt Schab補充說："動態地重新配置電磁行為的能力真的很有價值，特別是在尺寸、重量和功率限制高度激勵使用能夠在系統中執行多種通信和傳感作用的設備的應用中。"
△用于測試3D打印超材料的電磁特性的實驗裝置。圖片來自北卡羅來納州立大學
在主動冷卻方面的應用
通過簡單地讓水在血管網絡中循環，工程師們證明他們也可以密切控制超材料的熱性能。這有望在高超音速飛機、微處理器系統和電動汽車等設備中實現先進的主動冷卻系統。
展開 
飛控與外界無線數據通信
除此之外，四旋翼無人機還需要與地面站或其他四旋翼有數據交互，用于狀態監控，集群協同等
一 硬件與協議
無人機與外界通信主流方案包括三種：WiFi，藍牙，2.4G無線數傳。其中WiFi與藍牙也是傳輸信號也在2.4G頻段，一般硬件設備都內置有WiFi,藍牙功能，2.4G收發端都需要額外配置模塊
也有部分數傳模塊可以工作在433MHz、915MHz頻段，相同功率，頻率低衍射性能好，傳輸距離遠；頻率高則帶寬大一點，傳輸速度快
通常開發這三類硬件需要一個2.4G射頻芯片，在上層開發協議棧。這三類方案一些常見產品指標對比如下，其中藍牙5.0比4.0在帶寬和傳輸距離上有提升，數傳模塊產品性能區間較大，可以結合價格和場景需要選用
市面上這三種都是模塊產品如ESP8366 WiFi模塊，3DR 915MHz無線數傳模塊，對外屏蔽協議棧細節。與飛控走串口協議，在PX4中只需要讀寫串口解析應用層MAVLink協議即可
二 MAVLink協議
MAVLink定義了輕量級無人機之間傳輸數據格式，支持多種語言和多種平臺，支持至多255種機型，并且高度可靠與安全。2009年發布MAVLink v1，2017年發布版本MAVLink v2. MAVLink系列無論是數據幀格式還是交互過程，都和socket十分相似，我們下面一起來看一下
1 MAVLink實現
1.1 協議
MAVLink v2相比于v1，頭部標記由8字節升級到14字節，擴展性進一步提高。
展開 仿真APP助力無線通信器件研發設計
<p><strong>無線通信器件</strong>是實現無線通信的基礎，包括<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">射頻芯片</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">功率放大器</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">濾波器</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">天線</strong>和<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">收發模塊</strong>等。它們負責信號的生成、調制、放大、濾波和傳輸，共同確保無線通信的高效性和穩定性。這些器件廣泛應用于<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">5G基站</strong><strong>、智能手機、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">無線網絡</strong><strong>、衛星通信</strong>等領域，極大地促進了信息流動和全球互聯互通。</p><p><strong>通信器件的性能關系到信息的傳輸質量與速度</strong>。使用<strong>仿真APP</strong>能夠在研發初期，在虛擬環境中對各類通訊器件在不同工況下的性能指標進行直觀展示，從而<strong>識別潛在設計缺陷，指導設計優化</strong>。
展開 射頻工作范圍為UHF的500M~980MHz之間的無線芯片-U1R32D
無線芯片是指能夠進行無線通信的芯片。隨著無線通信技術的迅速發展，無線芯片也成為了現代電子設備的重要組成部分。
無線芯片，顧名思義，是一塊用于實現無線通信的芯片。無線芯片廣泛應用于無線電視、移動通信、無線路由器、藍牙耳機等各種設備中。通俗的講，無線芯片就是在芯片內部嵌入一些無線電路，使得設備可以與其他設備進行無線通信。
無線芯片的結構主要包含天線、射頻前端、中頻、基帶、以及控制部分等幾個部分。其中，天線與射頻前端主要負責將模擬信號轉化為數字信號；中頻部分主要是將數字信號進行處理，將信號分為高頻和低頻進行處理；基帶部分則負責對信號進行調制和解調等處理。
由工采電子代理的國產集成DSP內核無線音頻傳輸的無線接收芯片 - U1R32D，是一款用于無線音頻傳輸的接收芯片，配合無線發射芯片完成高品質無線音頻傳輸。射頻工作范圍為UHF的500M~980MHz之間。由于集成了DSP內核及必要的外設，單芯片集成度高，性價比好。適用于無線K歌系統，無線音頻傳輸和廣播系統等。
標準I2S接口，支持兩種工作時鐘Master和Slave。支持4種數據位寬16/20/24/32bits。支持四種數據對齊模式，含左對齊/右對齊/I2S/DSP模式。其中DSP模式又分DSP mode A和DSP mode B。支持兩片U1R32D芯片的兩路I2S并聯，共用一條I2S通道連接到后級DSP或者DAC等。
展開 XL2417U資源大，性能優秀,帶usb通信帶2.4射頻帶ARM核主控芯片
它集成了高性能2.4GHz射頻收發器、豐富的基帶功能、32位MCU和各種外圍IO。它支持128KB的flash和48KB的RAM，以實現可編程協議和配置文件，支持定制應用程序。XL2417U的工作電壓范圍為1.7至3.6V，在Tx和Rx模式下功耗極低，在電池供電系統中使用壽命長，同時保持優異的射頻性能。該設備可以進入超低功耗睡眠模式，在該模式中，當低功耗振蕩器和睡眠定時器打開時，寄存器和保留存儲器內容被保留。
特征
2.4G RF SOC
獨立看門狗
??工作電壓1.7 V至3.6 V
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抗干擾能力強,工作電壓超過3.6V芯片會損壞。
展開 汽車無線通信芯片—車規AEC-Q100認證
（2）V2X直連通信芯片
V2X直連通信主流采用C-V2X技術，包含LTE-V2X技術和NR-V2X技術，是基于LTE/NR蜂窩網通信技術演進形成的車用無線通信技術，用于實現車輛與周圍的車、人、基礎設施等全方位連接和通信，滿足低時延、高可靠等特殊嚴苛的技術要求，賦能汽車智能化和網聯化變革，V2X可以感知到視距外行人、車輛、交通信號燈等信息，協助感知、高精定位、規劃、決策、控制等，提高車輛的智能化等級。
（3）藍牙芯片
藍牙技術由美國藍牙技術聯盟制定并發布，可實現短距離內設備之間點對點或點對多點的短距離數據交換。藍牙技術采用2.4GHz頻段通信，傳輸速率最大超過20Mbps，具有功耗低、自組網和成本低的優勢，適合覆蓋距離在300米以內、數據傳輸量較小的通信。
藍牙芯片是一種集成藍牙功能的電路集合，主流制程一般為28nm，包括無線射頻單元、基帶域鏈路控制單元、鏈路管理單元等，通過無線連接將固定和移動信息設備組成個人局域網，實現設備之間無線互連通信。根據藍牙傳輸標準劃分，藍牙芯片可分為常規藍牙芯片及BLE（低功耗藍牙）芯片。
（4）GNSS 導航芯片
GNSS導航定位系統包括美國GPS系統、俄羅斯Glonass系統、歐洲Galileo和中國“北斗”系統，在頻段上，GNSS包括L1：1575.42MHz、L2：1227.6MHz和L5：1176.45MHz三種頻段，其中，L2一般用于軍用場合。
GNSS導航芯片是導航終端的核心，其定位精度、功耗、體積等方面的性能直接影響導航系統的運行表現。GNSS芯片包括基帶芯片和射頻芯片，射頻芯片負責接收信號，基帶芯片負責對接收到的基帶信號進行解碼，主流GNSS芯片均采用基帶和射頻芯片集成的方式。
展開 案例·方法｜高性能數字、混合信號和射頻RF無線產品的EMI/EMC及共存仿真
此外，可能會出現與射頻無線/模擬接口（WiFi、藍牙、ZigBee…）共存的問題，從而導致電磁完整性問題及帶寬緊縮。在某些情況下，解決EMI/EMC問題需要重新設計產品并推遲批量生產。
基于我們在消費、移動、成像和汽車產品開發等領域的經驗，本文介紹了在評估、調查和解決輻射EMI/EMC/耦合問題的新型仿真方法開發中遇到的挑戰和取得的成就。
本文第一部分介紹了可能發生的射頻干擾實例和EMI/EMC標準。在此基礎上，通過實例分析，提出了Ansys電磁干擾/瞬態聯合仿真的流程和方法。強調了與測量的相關性的重要性，因為它可以進一步評估EM電磁緩解技術。
實現EMI / EMC標準并避免耦合問題的復雜性
1、EM Co-Existence耦合簡介
現代電子系統通常提供強大的功能集成（見圖1)，如高速數字鏈路(DDR、USB3.1、HDMI2.0等）和敏感模擬/RF射頻功能（WiFi 802.11或藍牙）。所有平臺功能的適當共存必須得到確保。數字接口通常被認為是潛在的 EMI aggressors電磁干擾源，可以與RF射頻無線系統同時激活。接下來的挑戰是確保在一個完整的系統中，每個單路射頻無線系統與獨立系統的射頻性能水平相同。
圖1：一個帶有WiFi和其他高速接口和IP的機頂盒的示例:HDMI, DDR3…
HDMI2.0和(LP)DDR3/4標準是高密度、高速接口，這可能會產生許多潛在的耦合問題。
展開 質量流量計是否支持無線通信方式？
支持多設備組網與集中管理
多臺質量流量計可通過無線網絡構成監測網絡，統一接入SCADA或MES系統，助力企業數字化轉型。
提升安全性與合規性
在防爆、潔凈室或醫藥化工等敏感區域，無線通信避免了因接線引發的安全隱患，同時滿足GMP、ATEX等認證要求。
三、布瑯軻鍶特如何實現無線通信？
布瑯軻鍶特采用“智能儀表+無線網關”的解決方案，質量流量計內置標準數字接口（如RS-232/485），可連接專用無線通信網關，將數據加密傳輸至本地服務器或云平臺，此外部分新型號已直接集成藍牙模塊，支持短距離無線配置與調試，極大方便現場操作。
值得一提的是，布瑯軻鍶特的無線通信方案遵循國際工業標準，確保數據傳輸的穩定性、低延遲與高安全性，適用于半導體制造、生物反應器、燃料電池測試等高要求場景。
質量流量計不僅“支持”無線通信，而且正朝著“全無線化、智能化、云互聯”的方向快速發展，選擇像布瑯軻鍶特這樣具備前瞻技術布局的品牌，意味著您正在為以后的智能工廠打下堅實基礎，如果您正在尋找一款兼具高精度測量與先進無線功能的質量流量計，不妨深入了解布瑯軻鍶特的解決方案——讓每一克氣體、每毫升液體的流動，都盡在掌握之中。
展開 
首個融入IP協議的無線通信標準——6LoWPAN
近年來集成了網絡技術、嵌入式技術和傳感器技術的低速率無線個域網（LR-WPAN）技術成為了研究熱點。LR-WPAN是為短距離、低速率、低功耗無線通信而設計的網絡，可廣泛用于智能家電和工業控制等領域。IETF組織于2004年11月正式成立了IPv6 overLR-WPAN（簡稱6LowPan）工作組，著手制定基于IPv6的低速無線個域網標準，即IPv6over IEEE 802.15.4，旨在將IPv6引入以IEEE 802.15.4為底層標準的無線個域網。其出現推動了短距離、低速率、低功耗的無線個人區域網絡的發展。IEEE 802.15.4是LR-WPAN的典型代表，其應用前景非常廣闊，以其為基礎的研究方興未艾。
但是，IEEE802 15.4只規定了物理層 （PHY）和媒體訪問控制（MAC）層標準，沒有涉及到網絡層以上規范，而IEEE 802 15.4設備密度很大，迫切需要實現網絡化。同時為了滿足不同設備制造商的設備間的互聯和互操作性，需要制定統一的網絡層標準。IPv6以其規模空前的地址空間及開放性，對LR-WPAN產生7極大的吸引力。
1、IEEE 882.15.4技術概述
IEEE 802.15.4定義的是PHY和MAC層。
IEEE802.15.4標準的主要特征：①低速率，對于2.4GHz、828MHz、915MHz 3個頻段分別對應250Kb/s、20Kb/s和40Kb/s3種速率；②低功耗，在待機模式下可使用2節5號干電池驅動6個月以上；③低成本，一般采用硬件資源非常有限的底端嵌入式設備或更小的特殊設備；④短距離，節點信號覆蓋范圍有限，一般為10－100m；⑤低復雜度，比現有的標準低；⑥短幀長，最大幀長度為127字節；⑦多拓撲，網絡拓撲結構豐富，支持星型拓撲和點對點拓撲2種基本拓撲結構及其混合組網。
展開 RFSOC無線通信開發平臺-8T8R
ZXB-27DR-8T8R 數模混合信號處理卡，采用Xilinx ZYNQ UltraScale+RFSoCZU27DR，可以訪問大型FPGA 門密度，8 路ADC / DAC 端口，可擴展I / O 端口和DDR4 內存，適用于各種不同的可編程應用，帶有ZU27DR FPGA 的ZXB-RFSOC-2T2R 由 4 路12 位，采樣率4.0GSPS ADC 和 4 路14 位，采樣率6.554 GSPS DAC 端口提供支持。
RFSOC無線通信開發平臺-2發2收
RFSOC開源社區平臺，當下行業入門級低門檻驗證板，面向雷達、通信、測試測量、電子對抗等多個領域前期驗證評估，具有豐富的參考案列，完整的軟硬件生態，開發工具支持Simlink、matlab、Gunnradio、Python/Labview等
無線通信系統中微波環行器的仿真研究
在環行器的作用下，無線電通信系統或雷達單元中的發射器和接收器能夠共享公共天線，同時仍將接收器與發射器隔離。
為了構建環行器，工程師經常使用各向異性材料，如鐵氧體，因為它們具有高電阻和高磁導率。但是，材料的選擇會影響波在環行器端口之間傳播的方式。在本例中，我們使用 COMSOL Multiphysics? 軟件附加的“RF 模塊”來精確分析鐵氧體材料和環行器的內部工作原理。
使用 COMSOL? 軟件模擬三端口鐵氧體環行器
下面所示的無損三端口鐵氧體環行器實例以三個 120° 角連接的矩形波導部分構成。在每個分支內，相同的介電調諧元件被用來匹配 Y 形接頭。鐵氧體柱置于接頭中心，并被 H0 偏置磁場沿軸線方向磁化。
三端口微波環行器的幾何結構。
該模型分析了 10G Hz 的 TE10 波在環行器中的傳輸過程。由于 TE10 波導模式在橫向上沒有變化，因此可以使用二維模型來簡化分析。
包含介電調諧元件的二維環行器幾何結構。
環行器的一個設計目標是通過匹配接頭來減少輸入端口的反射。為了匹配接頭，必須確定當調諧元件采用各種不同的材料時，TE10 波在三個端口之間的傳播效果。為此，您可以計算 TE10 基模下與調諧元件介電常數相關的 S 參數（衡量環行器的透射率和反射率）。
鐵氧體環行器設計能夠正常運行嗎？
使用“RF 模塊”，您可以對環行器設備進行 S 參數分析。下圖比較了介質匹配元件（eps_r）的相對介電常數與 S11 參數，后者與端口 1（輸入臂）的反射系數有關。
該結果表明設備在 eps_r = 1.29 附近實現了最小反射。
S11 參數與相對介電常數的關系。
在第二張繪圖中，仔細查看 eps_r 值等于 1.29 時的情況。您可以使用此值來看到約為 -35 dB 的反射系數。這對于環行器設計來說是一個很好的值。
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