CN108259306A - 2.4g无线网桥设备及其在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰*** - Google Patents

2.4g无线网桥设备及其在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰*** Download PDF

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杨建�
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Abstract

本发明公开了一种2.4G无线网桥设备在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰***，其包括电源模块、看门狗芯片、主芯片，主芯片输出端分别连接存储器和功率放大器，电源模块的电源输入端通过π型滤波器与电源芯片连接，电源芯片分别为看门狗芯片和主芯片供电，电源芯片输出端与主芯片之间的供电电路通过PMOS管导通或断开，PMOS管的输入端与看门狗电路连接，看门狗电路的输入端与主芯片连接，PMOS管输出端输出两路电压电流，一路电压电流经电源转换芯片与主芯片连接，另一路电压电流至功率放大器。该***可以有效减少2.4G无线网桥在恶劣电磁场环境中出现死机、重启等现象的发生，使得数据传输稳定，降低维修成本。

Description

2.4G无线网桥设备及其在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰 ***
技术领域
本发明涉及无线传输技术领域，尤其是一种2.4G无线网桥设备及其在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰***。
背景技术
随着物联网技术的发展，无线传输技术的普及及应用在人们的工作以及生活中也越来越占主导地位。无线传输通过无线网桥在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁实现传输目的。无线网桥设备工作在2.4G或5.8G的免申请无线执照的频段，因而比其它有线网络设备更方便部署。尤其是2.4G无线网桥设备的应用则更加突出。但是，2.4G无线网桥设备本身的抗电磁辐射干扰差，其在恶劣的电磁环境中(如电场、光伏电站、电梯机房等)容易出现设备死机、重启等问题，给使用者带来不良的体验。
为了提升2.4G无线网桥设备给人的体验感受，2.4G无线网桥设备需要保证在各种环境中都能够适用，尤其是在恶劣的电磁环境中(如电场、光伏电站、电梯机房等)也能够保持稳定的运行和工作。
现有技术中2.4G无线网桥设备的抗电磁辐射技术有很多种方案，但是通常增加了抗电磁辐射功能后，其性能不稳定，需经常维修，造成维修人力成本和设备成本高昂，对于企业来说，性价比不高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种2.4G无线网桥设备在恶劣磁场环境中抗电辐射干扰***，该***可以有效减少2.4G无线网桥在恶劣电磁场环境中出现死机、重启等现象的发生，使得数据能够稳定可靠地上传到平台，降低维保人员的检查和维修，使设备能够长时间稳定可靠运行并免检，有效降低成本。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种2.4G无线网桥设备在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰***，包括电源模块、看门狗芯片、主芯片，主芯片输出端分别连接存储器和功率放大器，其特征在于：所述电源模块包括电源输入端和电源芯片，电源输入端通过π型滤波器与电源芯片连接，电源芯片输出端分别为看门狗芯片和主芯片供电，所述电源芯片输出端与主芯片之间的供电电路通过PMOS管导通或断开供电电路，PMOS管的输入端与看门狗电路连接，看门狗电路的输入端与主芯片通过脉冲波传输连接，PMOS管输出端输出两路电压电流，一路电压电流经电源转换芯片与主芯片连接，PMOS管输出端输出的另一路电压电流至功率放大器。
进一步的，所述π型滤波器包括与电源输入端连接的共模电感，共模电感的两端分别并联有电容，共模电感输出端并联电容后经整流二极管输出。
进一步的，所述共模电感的有效阻抗频段为80～100MHz，阻值为2K～4KΩ，所述共模电感的两端并联的电容均为4.7uF。
进一步的，所述存储器包括DDR存储器和FLASH存储器。
发明目的二：本发明还提供了一种具有在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰功能的2.4G无线网桥设备，其特征在于：包括如上述的***，该***装置于电路板上后一起安装于全塑料外壳中，所述电路板包括左右两侧分布的侧板区、以及位于两个侧板区中间的核心板区，主芯片以及DDR存储器、FLASH存储器分布于核心板区处，该核心区处四周围有金属屏蔽罩。
采用上述方案，本发明的2.4G无线网桥设备在实际工作中会自觉阻抗来自外界的辐射干扰，当外界辐射当量过大或其他原因导致***异常时，加入单片机看门狗芯片断电复位电路，可以及时使***恢复起来。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明具体实施例***的结构框图；
附图2为本发明具体实施例π型滤波器的电路结构图；
附图3为本发明具体实施例电路板具体排布的实体结构示意图；
附图4为本发明具体实施例2.4G无线网桥设备的实体外观三视图，a为主视图、b为侧视图，c为后视图。
具体实施方式
本发明的具体实施例如图1-4所示是2.4G无线网桥设备，其包括全塑料外壳和安装其中的电路板，电路板上设有抗电磁辐射干扰***，该***在30V/m的电磁辐射环境下具有良好的抗电磁辐射干扰效果；该***包括电源模块、看门狗芯片、主芯片，主芯片输出端分别连接存储器和功率放大器(PA)以及低噪放(LNA)，存储器包括DDR存储器和FLASH存储器。电路板包括左右两侧分布的侧板区、以及位于两个侧板区中间的核心板区，主芯片以及DDR存储器、FLASH存储器分布于核心板区处，该核心区处四周围有金属屏蔽罩，屏蔽多余的辐射。
电源模块包括电源输入端和DC-DC电源芯片，本实施例中，电源输入POE电源电压是24V/0.5A，电源输入端通过π型滤波器与DC-DC电源芯片连接，DC-DC电源芯片输出端分别为看门狗芯片和主芯片供电，本实施例中采用的DC-DC电源芯片具体型号为：AOZ1284(12转5V)；看门狗芯片的具体型号为：STC15W204S-35I-SOP8；主芯片的具体型号为AR9341；DC-DC电源芯片输出端与主芯片之间的供电电路通过PMOS管导通或断开供电电路，PMOS管的输入端与看门狗电路连接，看门狗电路的输入端与主芯片通过脉冲波传输连接，PMOS管输出端输出两路电压电流，一路电压电流经DC-DC电源转换芯片ST1S06PUR(5V转3.3V)与主芯片连接，PMOS管输出端输出的另一路电压电流至功率放大器。
上述π型滤波器包括与电源输入端连接的共模电感，共模电感的两端分别并联有电容，共模电感输出端并联电容后经整流二极管D1输出。该共模电感的有效阻抗频段为80～100MHz，阻值为2K～4KΩ，共模电感的两端并联的电容均为4.7uF。
本发明中抗电磁辐射干扰***的输入电压是24V/0.5A，通过π型滤波器给DC-DC电源芯片供电，DC-DC电源芯片输出5V@3A，并给看门狗芯片和射频的功率放大器(PA)供电，另一路5V@3A电压通过另外的DC-DC电源转换芯片输出[email protected]到主芯片(AR9341)，主芯片连接DDR存储器和FLASH存储器；主芯片通过GPIO口发出脉冲波到看门狗芯片，如果看门狗芯片在3min内没接收到脉冲波就通过PMOS管切断5V供电，从而使***重启复位。本发明在电源输入端加入π滤波器，其核心就是共模电感的抗共模和差模作用。其中共模电感的选型尤为重要，它的选择直接影响到整个抗辐射干扰的性能，包括每个频段的阻抗、额定电流值、感量等等，都是要经过辐射抗扰度测试比较才能得到验证的。本发明在电波暗室中，给2.4G无线网桥设备上电工作并用网线连接笔记本PIN包，在最高强度30V/m的电磁辐射环境下测试，发现设备在80～100M频段会经常死机和重启。故本实施例选定一个在80～100M的阻抗最高的共模电感，其阻抗在2K～4KΩ左右，两端并入的两个电容则均为4.7uF，由此构成的π型滤波器能够有效阻抗80～100MHz频段的辐射干扰。
本发明的2.4G无线网桥设备采用的是低成本的全塑料外壳，辐射能够透过外壳传到主芯片，所以在核心板区域加入金属屏蔽罩，能够有效屏蔽外界空间辐射的进入，并经过地线泄放出去。
本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种2.4G无线网桥设备在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰***，包括电源模块、看门狗芯片、主芯片，主芯片输出端分别连接存储器和功率放大器，其特征在于：所述电源模块包括电源输入端和电源芯片，电源输入端通过π型滤波器与电源芯片连接，电源芯片输出端分别为看门狗芯片和主芯片供电，所述电源芯片输出端与主芯片之间的供电电路通过PMOS管导通或断开供电电路，PMOS管的输入端与看门狗电路连接，看门狗电路的输入端与主芯片通过脉冲波传输连接，PMOS管输出端输出两路电压电流，一路电压电流经电源转换芯片与主芯片连接，PMOS管输出端输出的另一路电压电流至功率放大器。
2.根据权利要求1所述的2.4G无线网桥设备在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰***，其特征在于：所述π型滤波器包括与电源输入端连接的共模电感，共模电感的两端分别并联有电容，共模电感输出端并联电容后经整流二极管输出。
3.根据权利要求2所述的2.4G无线网桥设备在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰***，其特征在于：所述共模电感的有效阻抗频段为80～100MHz，阻值为2K～4KΩ，所述共模电感的两端并联的电容均为4.7uF。
4.根据权利要求1或2或3所述的2.4G无线网桥设备在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰***，其特征在于：所述存储器包括DDR存储器和FLASH存储器。
5.一种具有在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰功能的2.4G无线网桥设备，其特征在于：包括如权利要求1-3任意一项所述的***，该***装置于电路板上后一起安装于全塑料外壳中，所述电路板包括左右两侧分布的侧板区、以及位于两个侧板区中间的核心板区，主芯片以及DDR存储器、FLASH存储器分布于核心板区处，该核心区处四周围有金属屏蔽罩。
6.一种具有在恶劣电磁场环境中抗电磁辐射干扰功能的2.4G无线网桥设备，其特征在于：包括如权利要求4所述的***，该***装置于电路板上后一起安装于全塑料外壳中，所述电路板包括左右两侧分布的侧板区、以及位于两个侧板区中间的核心板区，主芯片以及DDR存储器、FLASH存储器分布于核心板区处，该核心区处四周围有金属屏蔽罩。
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