短距离无线电：无线你的生活

　　1  什么是短距离无线电？

　　短距离无线电或短距离器件（SRD）是一种高集成度的收发器，通常集成在单芯片上，用于实现较宽范围的无线数据应用。

　　这些收发器的工作频率范围是多少？

　　2  我应该选择什么频率？

　　大多数单芯片收发器工作在为免许可无线数据应用预留的ISM（工业、科学和医疗）频带。美国的常用频率包括315、433和902~928MHz，以及2.4~2.5GHz和5.7~5.8GHz。欧洲的常用频率是868MHz。

　　选择什么频率视自身情况而定。您可以在较低的频率下传输较长的距离，但需要权衡天线的尺寸，因为较低的频率需要更长的天线。还需要记住有些频带，特别是2.4~2.5GHz范围，承载着Wi-Fi局域网（LAN）、蓝牙、无绳电话、ZigBee、微波炉以及很多其它物体的通信，它们可能会干扰您的应用。不过，2.4GHz频带是可用的，不需要针对不同的国家或地区进行多个设计。

　　3  使用这些器件是否需要FCC许可？

　　不需要许可，尤其当您选择的是为特定ISM频带所设计的商用芯片时。但是，终产品必须经过FCC测试，以确保符合ISM规则和法令。如果您计划制作无线ISM产品，您需要阅读相关的规则和法令，详细介绍可以参考美国联邦法规（CFR）的第47章第15部分，美国联邦法规可以在www.fcc.gov，需要注意特别查看15.231~15.249的部分。

　　4  广泛使用的应用有哪些？

　　有许多应用是常见的，例如车库门开启器、远程无钥匙车门锁、胎压检测、遥测温度计、无线遥感器，以及遥控玩具。家庭以及楼宇自动化代表一个重要范畴。

　　短距离无线电的其它应用包括公用事业的远程自动抄表、安全系统、病人无线监控、工业过程控制，以及消费类电子远程控制。

　　5  与使用蓝牙、超宽带（UWB）、Wi-Fi或ZigBee的其它无线器件相比，这些短距离无线电产品如何？

　　蓝牙、超宽带、Wi-Fi和ZigBee通常设计用于特定的领域。短距离收发器用于只需要简单的点对点或点对多点连接，且无需联网设备的应用。

　　6  短距离收发器使用的是哪一种RF功率输出级？

　　大多数功率级在1mW或者0 d Bm~100mW或20dBm的范围。总的发射功率还会受到天线增益的影响，这一影响在较高的接收功率下会表现出来。

　　这被称作等效全向辐射功率（EIRP）。

　　7  短距离收发器的范围有多大？

　　范围取决于许多不同的因素，包括工作频率、发射机功率、天线增益、发射机与接收机之间的距离、天线高度、接收机灵敏度、以及障碍物或室内应用等环境条件。范围可从仅几英尺到数公里。

　　8  这些收发器能实现多大的数据速率？

　　常见的是1~10Kbit/s范围的较低速率。通常，这些收发器的速率几乎总是小于200Kbit/s。

　　9  典型的短距离收发器内部包含什么？

　　图中所示的是面向433、868以及915MHz ISM频带应用的典型收发器设计。它可用于实现频移键控（FSK）、高斯滤波FSK、幅度键控（ASK），以及高斯滤波开关键控（OOK）。

典型的低IF I/Q架构接收机包括接收信号强度指示(RSSI)和FSK或ASK解调器。发射机为一个用于设置工作
频率的锁相环(PLL)乘法器以及一个合适的调制器。功率放大器对送至天线的输出进行升压。

　　它支持300bit/s~200Kbit/s的数据速率。接收机灵敏度随着数据速率以及期望的误码率（BER）而变化，范围为-106.5~-119.2dBm。发射功率可在-16~13dBm的范围内以0.3dBm的步长进行编程。

　　10  对于天线的选择或者设计，您有什么好的建议？

　　为使天线与收发器相匹配，通常需要一些外部的分立电感和电容。半波偶极子或四分之一波地平面等简单天线通常工作良好。

　　您还可以使用环形天线。偶极子或者环形天线有时可能仅制作在印刷电路板（PCB）上。另外，还有许多合适的商业天线制造商。

　　11  应该使用何种数据协议？

　　短距离器件允许您设计自己的协议。

　　为使功耗，您很有可能需要采用短数据包传输数据。您的协议可以使用地址来识别特定的无线点。发射或接收数据可能以字节形式进行。为提高传输可靠性，可以采用多种传输。

　　12  在选择ISM产品方面，有哪些有用的设计技巧？

　　首先，与2.4GHz无线电相比较，900MHz无线电将提供较长的距离，更容易穿透墙壁和其它障碍。

　　其次，有些应用可能只需要一个远程发射机，因而可使用比较便宜且功耗较低的发射机芯片。

　　第三，较快的数据速率将使得TX发送数据后能较快速的回到省电模式。