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LoRa發(fā)射模塊基本特點及結構說明

2025-03-19 09:38

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LoRa發(fā)射模塊,作為LoRa通信系統(tǒng)中的核心組件,它主要作用是可以將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為無線電波并發(fā)送出去。首先,數(shù)字信息經(jīng)過調(diào)制器轉(zhuǎn)換為適合無線電波傳輸?shù)母袷?。然后功率放大器將信號放大到足夠的功率水平,以便通過天線發(fā)送出去。在接收端,LoRa接收模塊會接收并解調(diào)這些信號,還原出原始的數(shù)字信息。

 

LoRa發(fā)射模塊特點

遠距離通信:LoRa發(fā)射模塊采用擴頻調(diào)制技術,通過擴頻因子(如SF12)提升抗干擾能力,在低信噪比下穩(wěn)定傳輸,支持動態(tài)調(diào)整帶寬和速率,結合糾錯編碼,通信距離比傳統(tǒng)技術遠3-5倍,適合野外監(jiān)測、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等廣域場景。

低功耗設計LoRa模塊通過 ‌擴頻調(diào)制技術‌ 提升接收靈敏度(達-148dBm),結合動態(tài)擴頻因子/帶寬調(diào)整,以更低發(fā)射功率維持遠距離通信;協(xié)議層采用 ‌自適應速率(ADR)‌ 和 ‌μA級休眠機制‌靈活組網(wǎng),適用多種場景。

靈活組網(wǎng):LoRa支持 ‌星型、網(wǎng)狀、混合拓撲‌ 及私有/標準協(xié)議(如LoRaWAN),通過動態(tài)參數(shù)(擴頻因子、帶寬)適配不同場景,結合多信道通信、沖突避免與ADR(自適應速率),實現(xiàn) ‌大規(guī)模節(jié)點接入(萬級)‌ 和網(wǎng)絡彈性擴展,適用于智慧城市、工業(yè)監(jiān)測等復雜物聯(lián)網(wǎng)部署。

頻道全球適用:LoRa發(fā)射模塊支持433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等,能夠適應全球不同地區(qū)的頻段需求。此外LR1121/LR1120的發(fā)布支持衛(wèi)星通信。這意味著LoRa發(fā)射模塊可以在全球范圍內(nèi)廣泛應用,為物聯(lián)網(wǎng)設備提供穩(wěn)定、可靠的通信服務。

值得一提的是LR1120還支持GPS/北斗雙模定位定位技術,無需依賴外部設備,即可為用戶提供精準的全球定位位置信息。無論是在偏遠的物流追蹤場景,還是在智能交通系統(tǒng)中,都能確保定位的準確性,為各種應用場景提供強有力的支持。

同時,LR1120還具備WiFi定位功能,這一功能特別適用于室內(nèi)環(huán)境或衛(wèi)星信號較弱的區(qū)域。通過被動掃描附近MAC地址,并借助云端數(shù)據(jù)庫進行位置匹配,LR1120能夠迅速確定設備所在位置,為用戶提供更加便捷、高效的定位服務。

 

LR1120模塊

 

 

 LoRa發(fā)射模塊內(nèi)部結構

 

發(fā)射模塊的核心構成部件包括:‌電源電路、‌基帶處理單元‌(、‌射頻前端、‌接口與控制電路以及‌防護設計,其中天線通常作為外接部件,模塊內(nèi)部通過阻抗匹配電路優(yōu)化射頻輸出效率。LoRa發(fā)射模塊功率大小不同,內(nèi)部結構也有所不同。如高功率模塊還需集成環(huán)形器隔離反射信號,確保PA穩(wěn)定性。

 

以LoRa611Pro舉例說明,LoRa610Pro模塊是LoRa調(diào)制功率為100mW通信模塊,支持MESH組網(wǎng),AES128加密。內(nèi)置硬件防死機自復位電路,抵抗外部強干擾信號。支持LBT(Listen Before Talk)功能可選,支持TTL/RS22/RS485接口。

 

lora611Pro內(nèi)部結構

lora611Pro通信模塊

 

對于大功率數(shù)傳電臺來說,信號的發(fā)射處理更為復雜。發(fā)射模塊集成在數(shù)傳電臺內(nèi)部,其電路設置更為復雜。如功率為30W的數(shù)傳電臺LoRaP30PRO。

 

lorap30PRO大功率模塊內(nèi)部結構

lorap30PRO大功率模塊

 

 

30W高功率數(shù)傳電臺與100mW功率模塊在系統(tǒng)架構與配件配置上對比差異:

 

‌1. 功率與鏈路設計‌

‌30W模塊‌:采用高線性度PA(如Class-E架構)實現(xiàn)高效率(>70%)發(fā)射,需配置‌環(huán)形器‌(隔離VSWR>2:1的反射信號,保護PA熱穩(wěn)定性)和‌LNA‌(補償接收鏈路損耗,提升靈敏度至-148dBm)‌。

‌100mW模塊‌:依賴集成化射頻前端,無需環(huán)形器,功耗低(休眠電流<1μA),適用于短距低速率場景‌。

 

2. 抗干擾與防護需求‌

‌30W模塊‌:需‌RS485隔離電路‌(光耦/磁隔離,抑制工業(yè)地環(huán)路干擾,CMRR≥100dB)和‌ESD防護‌(TVS管+氣體放電管,滿足IEC 61000-4-2標準),避免高功率暴露端口的靜電擊穿風險‌。

‌100mW模塊‌:防護簡化(如單級TVS管),接口隔離非必需,適用于低干擾環(huán)境‌。

 

‌3. 系統(tǒng)可靠性優(yōu)化‌

‌30W模塊‌:需獨立散熱設計和‌電源隔離‌,抑制數(shù)字噪聲耦合‌。

‌100mW模塊‌:采用自然散熱與單電源供電,依賴低功耗DSP動態(tài)調(diào)壓降低整體能耗‌

 

LoRa技術應用場景與展望

隨著國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場的快速增長和邊緣計算,AI技術的興起,LoRa應用技術為用戶提供更加高效、實時的數(shù)據(jù)處理和分析能力。這將進一步推動LoRa發(fā)射模塊在物聯(lián)網(wǎng)領域的應用,助力構建更加智能、便捷、安全的物聯(lián)網(wǎng)世界。

LoRa芯片成員中LR1120/LR1121的發(fā)布引入衛(wèi)星頻道功能,進一步增強了通信的可靠性和覆蓋范圍。此外,LR1120還集成定位技術,能夠為用戶提供全球定位位置信息,這在物流追蹤、智能交通等領域具有廣泛的應用價值。

綜上,在物聯(lián)網(wǎng)領域,LoRa發(fā)射模塊的應用前景廣闊,將成為推動物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的重要力量。海外市場定位物流追蹤快速發(fā)展使得LoRa技術未來發(fā)展更加值得期待。

 

 

 

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