一种实现3发3收天线和射频通道的UWB通信装置的制作方法

本发明属于uwb通信，具体涉及一种实现3发3收天线和射频通道的uwb通信装置。

背景技术：

1、随着新的业务发展，基于ieee 802.15.4系列协议的uwb芯片不仅仅用于测距定位和低速率数据传输，也应用到了脑机接口高速率数据传输，高带宽毫米波雷达检测，新能源车车钥匙、自动定位、电池组管理，新能源储能设备内部电池组管理检测等领域，由于新业务的发展，要求基于ieee 802.15.4系列协议uwb芯片需要提高数据传输速率(>100mbps)，选用更高的空口带宽(>1ghz)，支持全双工收发数据，提高更强的抗电磁干扰能力等。根据这些新的要求，现有uwb芯片上1t1r设计已经不能满足要求，最新的1t3r设计也仅满足部分新业务需求，在覆盖范围、数据传输速率、信号强度等方面需要提出一种兼顾成本，高速率传输，更高精度测距定位的多天线数据传输和射频通道的uwb芯片结构，以满足不断变化的业务需求。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种实现3发3收天线和射频通道的uwb通信装置；

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、在芯片结构内设置第一天线接口、第二天线接口、第三天线接口、第四天线接口、第五天线接口、第六天线接口，所述第一天线接口、第二天线接口、第三天线接口分别通过第一天线、第二天线、第三天线连接至模拟前端侧的第一射频发射机、第二射频发射机、第三射频发射机，所述第四天线接口、第五天线接口、第六天线接口分别通过第四天线、第五天线、第六天线连接至模拟前端侧的第一射频接收机、第二射频接收机、第三射频接收机；

4、所述第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线、第六天线与所述模拟前端连接处分别设置连接开关，所述第一射频发射机、第二射频发射机、第三射频发射机、第一射频接收机、第二射频接收机、第三射频接收机分别通过第一射频发送通道、第二射频发送通道、第三射频发送通道、第一射频接收通道、第二射频接收通道、第三射频接收通道连接至数字基带侧，在所述数字基带侧设置天线射频通道控制寄存器，并在射频通道和所述数字基带侧连接处设置双向开关。

5、所述uwb通信装置包括2t1t-2r1r传输模式、3t3r传输模式。

6、在uwb芯片内设计有3个射频发射机和3个射频接收机，有6个天线接口，每个天线接口与1个射频发射机或射频接收机连接。由1个天线射频通道控制寄存器设置每个天线和射频通道的互联关系以及每个天线和射频通道的开启或关闭。当需要传输高速率数据时，在天线射频通道控制寄存器中设置第一天线和第二天线进行联合，让第一天线和第二天线联合起来发送mimo信号，并在数字基带做2*2mimo，由第一天线和第二天线及其射频发射机发送高速率数据。在第三天线及其射频发射机发送低速率数据，或者可以关闭第三天线进行节能。第四天线、第五天线和第六天线和对应的射频通道接收其他同品牌同设置的uwb芯片的高速率数据信号。当需要进行极高速率数据传输时，比如脑-机接口中，可以在天线和射频通道控制寄存器中设置第一天线和第四天线联合，第二天线和第五天线联合，第三天线和第六天线联合，分别由第一射频发射通道、第二射频发射通道和第三射频发射通道进行模拟信号处理，这样设置极大提高了数据传输速率。在另外一个相同设置的uwb芯片上，可以在天线射频通道控制寄存器中设置好第一天线和第四天线连接第一射频接收通道，第二天线和第五天线连接第二射频接收通道，第三天线和第六天线连接第三射频接收通道，在这颗相同设置uwb芯片上接收极高速率数据。

7、具体地，所述天线射频通道控制寄存器用于控制所述第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线、第六天线与射频通道的互联，根据所述天线射频通道控制寄存器中控制位的设置值控制天线与射频通道的连接关系。

8、具体地，所述控制位的设置值在芯片启动极端通过嵌入式软件获取。

9、具体地，所述2t1t-2r1r传输模式为：对第一uwb芯片、第二uwb芯片进行配对传输，通过所述第一uwb芯片的所述天线射频通道控制寄存器和双向开关设置所述第一uwb芯片的第一天线、第二天线在数字基带侧进行联合发送，第三天线设置为只发送控制信令消息和短数据；所述第二uwb芯片的第四天线、第五天线分别接收所述第一uwb芯片的第一天线、第二天线发送的数据，所述第二uwb芯片的第六天线接收所述第一uwb芯片的第三天线发送的数据。

10、具体地，所述3t3r传输模式为：对第一uwb芯片、第二uwb芯片进行配对传输，在所述第一uwb芯片的模拟前端与射频通道侧连接处对第一天线与第四天线进行联合并将数据信号发送至所述第二uwb芯片的第一天线与第四天线、在所述第一uwb芯片的模拟前端与射频通道侧连接处对第二天线与第五天线进行联合并将数据信号发送至所述第二uwb芯片的第二天线与第五天线、在所述第一uwb芯片的模拟前端与射频通道侧连接处对第三天线与第六天线进行联合并将数据信号发送至所述第二uwb芯片的第三天线与第六天线；所述第一uwb芯片只用于数据信号的发送，所述第二uwb芯片只用于数据信号的接收。

11、在uwb芯片启动过程中从firmware里读取配置数据，存放在uwb芯片的天线和射频通道控制寄存器中，在单个uwb芯片里的天线和射频通道控制寄存器中配置好3个天线和射频通道发射数据、3个天线和射频通道接收数据。

12、本发明的有益效果为：

13、通过在射频发送通道和数字基带之间连接处设置双向开关，在射频接收通道和数字基带之间连接处设置双向开关，在天线与模拟前端连接处设置连接开关，由uwb芯片里通过天线射频通道控制寄存器控制，根据天线和射频通道控制寄存器的antx_ctrl控制位的设置值配置天线与射频通道的连接关系，在芯片运行期间，可以动态由天线射频通道寄存器控制每个天线和射频收发通道的关闭和启动。达到提高数据收发速率，提高测距定位精度，节省电能等目的，通过设置2t1t-2r1r传输模式和3t-3r传输模式实现数据的极速传输。

技术特征：

1.一种实现3发3收天线和射频通道的uwb通信装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述天线射频通道控制寄存器用于控制所述第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线、第六天线与射频通道的互联，根据所述天线射频通道控制寄存器中控制位的设置值控制天线与射频通道的连接关系。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制位的设置值在芯片启动极端通过嵌入式软件获取。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述2t1t-2r1r传输模式为：对第一uwb芯片、第二uwb芯片进行配对传输，通过所述第一uwb芯片的所述天线射频通道控制寄存器和双向开关设置所述第一uwb芯片的第一天线、第二天线在数字基带侧进行联合发送，第三天线设置为只发送控制信令消息和短数据；所述第二uwb芯片的第四天线、第五天线分别接收所述第一uwb芯片的第一天线、第二天线发送的数据，所述第二uwb芯片的第六天线接收所述第一uwb芯片的第三天线发送的数据。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述3t3r传输模式为：对第一uwb芯片、第二uwb芯片进行配对传输，在所述第一uwb芯片的模拟前端与射频通道侧连接处对第一天线与第四天线进行联合并将数据信号发送至所述第二uwb芯片的第一天线与第四天线、在所述第一uwb芯片的模拟前端与射频通道侧连接处对第二天线与第五天线进行联合并将数据信号发送至所述第二uwb芯片的第二天线与第五天线、在所述第一uwb芯片的模拟前端与射频通道侧连接处对第三天线与第六天线进行联合并将数据信号发送至所述第二uwb芯片的第三天线与第六天线；所述第一uwb芯片只用于数据信号的发送，所述第二uwb芯片只用于数据信号的接收。

技术总结本发明涉及一种实现3发3收天线和射频通道的UWB通信装置，属于UWB通信技术领域。其中，在射频发送通道1‑3和数字基带之间连接处设置双向开关，在射频接收通道1‑3和数字基带之间连接处设置双向开关，在天线1‑6与模拟前端连接处设置连接开关，由UWB芯片里天线和射频通道控制寄存器控制，根据天线和射频通道控制寄存器的控制位的设置值配置天线与射频通道的连接关系，在芯片启动端从嵌入式软件中读取天线和射频通道的设置值；通过设置天线的联合收发模式构建了新颖的2T1T‑2R1R传输模式和3T‑3R传输模式；实现了一种兼顾成本，高速率传输，更高精度测距定位和前后兼容的UWB通信装置。技术研发人员：王华伟,龚铭,蔡俊杰,郭云康,杨雨婷受保护的技术使用者：张家港守正通信技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1