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本方案提出了一種基于Semtech SX1276的5GHz無線收發模組，可用于無人機飛控，窄帶數傳電臺等產品。SX1276是一款低功耗遠距離收發器，其工作頻率范圍是137MHz-1020MHz，內置LoRa調制解調器，最高接收靈敏度可達-148dBm，最高傳輸速率可達300Kbps。本方案使用無損變頻技術，將SX1276的工作頻率搬移至5GHz，相對于137-1020MHz，5GHz具有更干凈的頻譜環境，天線尺寸更小，非常有利于長距離通視情況下的無線數據傳輸。

原理說明

如上圖所示，本方案選用了Qorvo公司的RFFC5071對SX1276進行頻率搬移，將1GHz頻率搬移到5GHz頻段，5GHz頻段的無線信號經由射頻前端和天線輻射至空間。

RFFC5071內置了壓控振蕩器，鎖相環及2個混頻器，單片機通過RFFC5071的控制接口對其進行配置，包括本振頻率，混頻器使能等。待發送的數據經過SX1276調制后發出，SX1276發出的1GHz信號經過RFFC5071其中的一個混頻器，發射頻率便轉換為5GHz頻段，經過濾波及功率放大后發射至空間；天線感應到的5GHz無線信號經過濾波及低噪聲放大器之后，送至RFFC5071的另一個混頻器，5GHz信號便被還原為1GHz，供SX1276解調并最終還原出原始數據。

上圖是射頻前端的原理圖，包括發射通道與接收通道，并通過射頻開關即RFSW8000進行收發切換。發射通道包括1個高通濾波器，用于濾除混頻后的鏡像頻率及本振泄露，1個功率放大器即SE5004，1個低通濾波器用于抑制高次諧波；接收通道包括1個低噪聲放大器即BFP740F及2個帶通濾波器，來自天線的射頻信號經過射頻開關選通后首先經過帶通濾波器選頻，篩選出需要的信號，然后送入低噪聲放大器的提升信號強度。來自SX1276的發射使能、接收使能信號控制著SE5004及BFP740F的打開與關閉。

系統工作過程如下圖所示

RFFC5071的主要特征如下

• 85MHz-4200MHz本振頻率范圍
• 典型步進1.5Hz
• 全集成低相位噪聲VCO與LO緩沖器
• 相位噪聲典型值為0.18 Degree RMS@1GHz
• 高線性度混頻器
• 30-6000MHz混頻器頻率范圍
• 輸入IP3可達23dBm

射頻前端內部框圖如下所示

發射通道：RFFC5071發出的5GHz信號首先經過帶通濾波器進行頻率篩選，抑制鏡像頻率及本振泄露，然后送至驅動放大器；經過驅動放大器后的5GHz信號經過低通濾波器濾除諧波并送至功率放大器進行功率放大器，再次經過低通濾波器濾除諧波并送入射頻開關。

接收通道：天線感應到的5GHz信號，經過射頻開關后送入帶通濾波器進行頻率篩選，濾除干擾信號，然后送入低噪聲放大器提升信噪比，低噪聲放大器輸出后再次經過帶通濾波器，進一步削弱干擾信號。由于SX1276內置了LoRa調制解調技術，其接收靈敏度可達-148dBm，因此5GHz通道的接收靈敏度同樣可達-148dBm。

收發切換： SX1276本身的GPIO可用于射頻開關的收發切換。

本方案將LoRa調制解調技術與無損變頻技術結合，提出了高靈敏度5GHz收發模組的設計思路，為遠距離通視無線視距傳輸提供了一種高性價比的解決方案，可廣泛應用于數傳領域。