無處不在的檢測RF功能通常集成在單片無線電收發(fā)器和片上系統(tǒng)（SoC）中。然而，離散RF探測器在許多低成本和空間受限的設(shè)計中也是有用的部件，特別是對于RF探測器用作極低成本通信鏈路，測向儀，位置指示器和/或信標(biāo)定位器。

本文介紹了可以提供基本信號強(qiáng)度，相位和方向信息的射頻檢測IC器件。它表明，小尺寸和低成本的探測器可以對信號源進(jìn)行三角測量，并且可以與簡單的載波/載波關(guān)閉發(fā)射器一起使用，這些發(fā)射器在RF探測器解碼和重建信號時發(fā)送數(shù)據(jù)。

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Beacon finders

一種非常有用的RF探測器使用方法是將它們用作方向或定位儀，特別是在粗紗或移動機(jī)器人應(yīng)用中。有幾種方法可以做到這一點。一種技術(shù)是使用安裝在拋物線型或準(zhǔn)直型接收器中的單個傳感器（和天線）。當(dāng)接收器沒有準(zhǔn)確指向發(fā)射器時，這些衰減信號的信號強(qiáng)度會急劇下降。旋轉(zhuǎn)和高度運動只是檢測峰值信號強(qiáng)度水平，讓您知道您指向發(fā)射器（圖1）。這種方法可用于簡化定日鏡內(nèi)的電子設(shè)備和固件。

圖1：使用單個探測器，準(zhǔn)直或拋物線技術(shù)可提供良好的方向響應(yīng)。在任何軸上搜索要鎖定的峰值。

另一種技術(shù)是使用安裝在幾何結(jié)構(gòu)中的兩個（或更多）傳感器（通常帶有分隔壁或分隔器，圖2）。當(dāng)接收器頭直接面對發(fā)射器信標(biāo)時，信號強(qiáng)度相等（一旦通過微調(diào)偏移校準(zhǔn)）。當(dāng)不直接面向發(fā)射器時，信號強(qiáng)度差異的大小表示與中心線的偏差量。這對于將小型房屋機(jī)器人（例如機(jī)器人真空吸塵器）引導(dǎo)至充電站或原始位置（如果存在無阻礙路徑）可能是有用的。

圖2：該技術(shù)使用兩個探測器（或一個具有兩個可選天線和一個采樣保持器）來集中在發(fā)射器上。一旦通過微調(diào)偏移進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng)兩個探測器的輸出值相等時，接收器頭直接面向信號源。另一種技術(shù)是使用兩個或更多發(fā)射器并創(chuàng)建一個采用RF探測器的位置指示系統(tǒng)。像迷你GPS衛(wèi)星系統(tǒng)一樣，可以使用信號強(qiáng)度或相位來代替相關(guān)數(shù)據(jù)，以基于從每個發(fā)射器接收的信號來內(nèi)插位置。這對于像農(nóng)業(yè)機(jī)器人這樣的X-Y定位系統(tǒng)可能是有用的，其中收割機(jī)需要以預(yù)定路徑移動到特定位置。 （注意，在這種情況下，可以將基于PWM的信號應(yīng)用于所有發(fā)射器，并且可以使用信號延遲以及確定位置的強(qiáng)度）。這里，距離越長，精度越高。

使用射頻探測器作為無線電

離散射頻探測器最酷的用途之一是將它們用作非常簡單，低成本的數(shù)字無線電。所需要的只是門控振蕩器和天線，以創(chuàng)建載波/載波關(guān)閉型無線電（圖3）。可以發(fā)送和接收自編碼代碼，例如曼徹斯特編碼，或甚至UART分組。閾值檢測器運算放大器型接收器可以允許調(diào)諧的靜噪電平，并且使用簡單的單芯片或甚至無源濾波器元件可以采用更寬頻帶的RF檢測器并使其可用于非常特定的頻帶。濾波器的通帶越好越窄，帶寬越窄。這允許多個通道同時運行。

圖3：載波開/載波關(guān)閉無線電接收器可以使用RF檢測器作為解碼器來從門控振蕩器發(fā)送器恢復(fù)發(fā)送的數(shù)據(jù)。

通過我們周圍的無線通信，家用機(jī)器人上的簡單低成本無線電將讓本地PC或基于云的服務(wù)處理大部分控制和更高級別的功能。這樣可以讓硬件保持低成本，因為智能和決策可以在其他地方進(jìn)行。

可用部件

多家制造商以非常小的封裝成本提供低成本的分立式RF探測器。雖然許多設(shè)計用于檢測WLAN和Wi-Fi等標(biāo)準(zhǔn)RF頻段，但許多都是通用和跨寬帶寬。通帶濾波器的使用使它們可以在特定頻段中使用，并使它們能夠區(qū)分附近頻段的信號。

可以達(dá)到極低頻率的部件對于更簡單的通用無線電非常有用，并且可以使用多個部件一直檢測到低至0 Hz。例如，Hittite Microwave HMC984LP4E可用于0 Hz至350 MHz的相位和頻率檢測。像公司的HMC1010LP4E這樣的寬帶功率檢測器從0 Hz到3.9 GHz都很好，輸入靈敏度范圍很寬，從-50 dBm到+10 dBm。 4.5至5.5 V的器件可以使用窄帶通濾波器來提高特定頻段的靈敏度，也可以使用寬帶等應(yīng)用，例如通過檢測RF功率來檢測無線發(fā)射器。請注意，兩者均采用24引腳VQFN封裝，對于探頭或小型設(shè)計而言可能有點大，并且在工作時會消耗97和50 mA。

另一個很好理解并可作為有用產(chǎn)品使用的功能是雷達(dá)探測器。這是另一個例子，其中只需要信號存在和強(qiáng)度功能，并且存在用于這些應(yīng)用的RF檢測器。 ADI公司的AD8319ACPZ-R7針對具有1 MHz至10 GHz靈敏度范圍的雷達(dá)應(yīng)用。 3.3至5.5 V器件采用較小的8引腳LFCSP封裝，在-60至-2 dBm輸入范圍內(nèi)保持±1 dB的精度。此部分還可用于檢測具有正確前端的WiMax，無線LAN和Wi-Fi信號的信號強(qiáng)度。 ADI公司在Digi-Key網(wǎng)站上提供了一個名為“選擇和使用射頻探測器”的產(chǎn)品培訓(xùn)模塊。

當(dāng)RF功率充足時，可以使用另一種方向敏感的RF檢測器，一種尺寸更小。 Avago VMMK-3113-BLKG是一款射頻定向探測器，適用于極小的0402封裝，適用于2至6 GHz范圍（圖4a）。注意信號強(qiáng)度靈敏度的范圍從僅-5 dBm到非常高的信號強(qiáng)度36 dBm。另外，請注意包裝本身在方向上是如何敏感的（圖4b）。作為通用部件，它僅消耗180μA，可用于驗證RF發(fā)射器輸出功率，或作為發(fā)射器功率控制環(huán)路的一部分。

圖4a：非常小的基于0402的射頻探測器在其封裝中設(shè)計了固有的方向靈敏度。

圖4b：作為方向敏感響應(yīng)的結(jié)果，當(dāng)朝向接收器時，恢復(fù)的信號強(qiáng)度急劇上升。