《電子技術(shù)應(yīng)用》
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1GHz以下頻帶短距離無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
來(lái)源:電子元件技術(shù)
摘要: Bluetooth、WLAN、ZigBee等短距離無(wú)線技術(shù)之裝置(SRD)日益增加,本文將鎖定使用全球不需執(zhí)照授權(quán)的1GHz以下頻帶進(jìn)行詳細(xì)介紹,并分析跳頻展頻(FHSS)、直接展頻(DSSS)等不同寬帶調(diào)變技術(shù),以及各國(guó)相關(guān)現(xiàn)行做法,提供1GHz以下頻帶無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)者最佳開(kāi)發(fā)導(dǎo)覽。
Abstract:
Key words :

        Bluetooth、WLAN、ZigBee等短距離無(wú)線技術(shù)之裝置(SRD)日益增加,本文將鎖定使用全球不需執(zhí)照授權(quán)的1GHz以下頻帶進(jìn)行詳細(xì)介紹,并分析跳頻展頻(FHSS)、直接展頻(DSSS)等不同寬帶調(diào)變技術(shù),以及各國(guó)相關(guān)現(xiàn)行做法,提供1GHz以下頻帶無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)者最佳開(kāi)發(fā)導(dǎo)覽。
  SRD無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)需考慮頻率選擇
  短距離裝置(SRD)此一名稱所涵蓋的,是能夠提供單向或雙向通訊,且?guī)缀醪粫?huì)對(duì)其他無(wú)線電設(shè)備造成干擾的各類無(wú)線電發(fā)射器。我們很難將所有SRD的應(yīng)用完整列出,因?yàn)樗鼈兲峁┝颂嗖煌姆?wù),其中較為受歡迎的應(yīng)用包括有:

  家庭遙距控制(Telecontrolforhome),或是其它建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)
  無(wú)線感測(cè)系統(tǒng)
  警報(bào)器
  汽車,包括遙控免鑰匙門禁與遙控汽車啟動(dòng)
  無(wú)線語(yǔ)音及視訊
 
  SRD無(wú)線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者在選擇無(wú)線通信頻率上需要格外小心。在大多數(shù)的情況下,此選擇被侷限于頻譜中容許免執(zhí)照使用的那些部份,而前提是必須符合使用上的特定規(guī)格與條件。表一所列為全球可使用的頻帶。
  全球頻率分配

                                                           表一.全球SRD頻率分配
  2.4GHz頻帶被設(shè)計(jì)者普遍使用來(lái)建構(gòu)能夠全球使用的各種系統(tǒng),事實(shí)上,該頻道已經(jīng)成為Bluetooth、WLAN及ZigBee等標(biāo)準(zhǔn)的不二選擇。5.8GHz的頻帶也已吸引不少的注意,舉例來(lái)說(shuō),像是無(wú)線電話或是WLAN的802.11a版本等。
  然而,對(duì)于同時(shí)需要較大范圍及較低功耗的系統(tǒng)而言,低于1GHz的頻帶由于其較低的共存性(co-existence)問(wèn)題與較大的傳送范圍,仍是有其必要性的,因?yàn)榇藘烧叨紩?huì)影響到功耗,而功耗對(duì)于以電池供電的應(yīng)用而言是一個(gè)非常重要的考量。
    低頻發(fā)射器傳送范圍的改善,可以用簡(jiǎn)化版的Friis傳輸方程式來(lái)表示,此方程式提供了接收天線上存在的功率Pr與供給發(fā)射天線的功率Pt兩者之間的關(guān)系:
  此方程式中假設(shè)兩支天線有一致的增益,它可顯示出,對(duì)于一固定的發(fā)射功率Pt而言,接收到的功率會(huì)隨著距離d的平方,以及頻率f的平方而降低(或是隨著波長(zhǎng)λ的平方而增加)。當(dāng)接收的功率低于能正確解調(diào)變信號(hào)所須的最小功率(即所謂的靈敏度點(diǎn):sensitivitypoint)時(shí),連結(jié)便會(huì)崩潰。
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