通信電路、方法、裝置及系統與流程

本發明涉及無線通信，尤其是一種通信電路、方法、裝置及系統。

背景技術：

1、現有的物聯網技術根據終端是否需要外部供給能量可分為有源物聯網技術和無源物聯網技術。一方面，有源物聯網技術需要電池或有線方式為終端提供直流電能，存在電池更換或布線架設等操作，極大提高了終端部署和后期維護的成本。另一方面，常見的無源物聯網技術如rfid，其上下行載波信號往往同頻，容易導致同頻阻塞、無線通信距離受限等現實困難，且上述困難難以克服。

2、針對上述問題，無源無線變頻技術應運而生，但仍存在一些不足之處。比如，無源變頻電路中的關鍵器件往往是通過收集自由空間中的微波信號能量來進行驅動的，其中一個典型的問題是，無源變頻所需的微波驅動功率閾值偏高，微波驅動功率閾值偏高意味著需要收發裝置端的微波發射功率也要相應地增加或減小收發裝置與終端之間的距離。微波發射功率增大會給收發裝置接收端的信號接收及處理帶來壓力，并會導致系統工作成本上升、使用壽命下降，且進一步惡化同頻干擾的影響，因此不能期望通過增大微波發射功率的方式來擴展無線通信距離；而收發裝置與終端之間的距離直接影響了系統的使用便捷性。此外，現有的無源無線變頻技術還面臨著變頻的頻率變化范圍有限的困擾，當控制量變化或傳感量變化所引起的頻率變化量過小時，不僅難以保證信息解調精度，還極易出現信息解調錯誤。

技術實現思路

1、為解決上述現有技術中的至少一個技術問題，本發明提供一種通信電路、方法、裝置及系統。

2、本發明的第一方面，提供了一種通信電路，包括：調制元件、能量匯聚網絡和第二諧振網絡；

3、所述調制元件包括第一端口、第二端口和第三端口；其中，調制元件的第一端口，被配置為接收具有第一頻率的第一微波信號，以及輸出具有第二頻率的變頻信號；

4、所述能量匯聚網絡，電性連接調制元件的第二端口，被配置為對調制元件的第二端口輸出的微波信號進行匯聚獲得第二微波信號；

5、所述第二諧振網絡，電性連接能量匯聚網絡與調制元件的第三端口，被配置為根據第二微波信號生成具有第二諧振頻率的振蕩信號，并將所述振蕩信號傳輸至調制元件；

6、所述第二微波信號從能量匯聚網絡到達第二諧振網絡包括至少一條不經過調制元件的傳輸路徑，所述第二微波信號的大部分或全部沿所述至少一條不經過調制元件的傳輸路徑到達第二諧振網絡。

7、可選的，所述至少一條不經過調制元件的傳輸路徑與第二微波信號從能量匯聚網絡經過調制元件到達第二諧振網絡的傳輸路徑兩兩之間部分重疊或不重疊；

8、或者，所述至少一條不經過調制元件的傳輸路徑兩兩之間部分重疊或不重疊。

9、可選的，所述能量匯聚網絡，包括第一諧振網絡，被配置為與調制元件的第二端口和第二諧振網絡電性連接；

10、或者，包括第一諧振網絡和至少一個無源互易器件，第一諧振網絡經過所述至少一個無源互易器件與調制元件的第二端口和第二諧振網絡電性連接；

11、或者，包括第一諧振網絡和至少一個無源非互易器件，第一諧振網絡經過所述至少一個無源非互易器件與調制元件的第二端口和第二諧振網絡電性連接。

12、可選的，所述無源非互易器件包括環形器；或者，所述無源互易器件包括定向耦合器、功分器中的一個或組合。

13、可選的，通信電路，還包括：

14、匹配網絡；

15、其中，所述匹配網絡包括設置于所述調制元件與所述能量匯聚網絡之間的第二匹配網絡，和/或設置于所述調制元件與所述第二諧振網絡之間的第三匹配網絡，和/或設置于所述能量匯聚網絡與所述第二諧振網絡之間的第四匹配網絡。

16、可選的，所述調制元件，被配置為具有異質結的晶體管。

17、可選的，所述第二諧振網絡被配置為無源壓電類諧振網絡和/或具有傳感功能的諧振網絡。

18、本發明的第二方面，提供了一種通信方法，包括：

19、s1：設置第一諧振網絡經過調制元件與第二諧振網絡電性連接；

20、s2：設置從第一諧振網絡到第二諧振網絡不經過調制元件的至少一條信號傳輸路徑；

21、s3：調制元件接收第一頻率的第一微波信號；

22、s4：調制元件輸出具有第二頻率的變頻信號。

23、可選的，調制元件接收第一頻率的第一微波信號，具體包括：

24、調制元件接收第一頻率的第一微波信號，輸出對第一微波信號進行能量分散后的微波信號；

25、第一諧振網絡對能量分散后的微波信號再匯聚獲得第二微波信號，第二微波信號從不經過調制元件的至少一條信號傳輸路徑饋入第二諧振網絡。

26、可選的，調制元件輸出具有第二頻率的變頻信號，具體包括：

27、第二諧振網絡根據第二微波信號產生第二諧振頻率的振蕩信號；

28、調制元件輸出振蕩信號與第一微波信號混頻所得的具有第二頻率的變頻信號。

29、可選的，第二微波信號從不經過調制元件的至少一條信號傳輸路徑饋入第二諧振網絡，具體包括：第二微波信號沿與能量分散后的微波信號到達第一諧振網絡部分重疊或不重疊的路徑饋入到第二諧振網絡。

30、可選的，從能量匯聚網絡到第二諧振網絡包括至少兩條信號傳輸路徑。

31、本發明的第三方面，提供了一種通信電路，包括：

32、如前任意一項所述的通信電路；

33、第一電抗器件，所述第一電抗器件設置于所述調制元件與所述第二諧振網絡之間；

34、和/或第二電抗器件，所述第二電抗器件設置于所述能量匯聚網絡與所述第二諧振網絡之間。

35、可選的，所述第一電抗器件或所述第二電抗器件，選自電容元件、電感元件、容性傳感元件、感性傳感元件、容性電路、感性電路中的一種或組合；

36、或者，第一電抗器件和第二電抗器件，選自電容元件、電感元件、容性傳感元件、感性傳感元件、容性電路、感性電路中的一種或組合，且被配置為具有相同的電抗特性和電抗數值。

37、本發明的第四方面，提供了一種通信方法，包括：

38、s1：設置第一諧振網絡經過調制元件與第二諧振網絡電性連接；

39、s2：設置從第一諧振網絡到第二諧振網絡不經過調制元件的至少一條信號傳輸路徑；

40、s3：在第二諧振網絡與調制元件之間，和/或在第二諧振網絡與能量匯聚網絡之間的設置電抗器件；

41、s4：調制元件接收第一頻率的第一微波信號；

42、s5：調制元件輸出具有第二頻率的變頻信號。

43、可選的，調制元件接收第一頻率的第一微波信號，具體包括：

44、調制元件接收第一頻率的第一微波信號，輸出對第一微波信號進行能量分散后的微波信號；

45、第一諧振網絡對能量分散后的微波信號再匯聚獲得第二微波信號，第二微波信號從不經過調制元件的至少一條信號傳輸路徑饋入第二諧振網絡。

46、可選的，調制元件輸出具有第二頻率的變頻信號，具體包括：

47、第二諧振網絡根據第二微波信號產生第二諧振頻率的振蕩信號；

48、調制元件輸出振蕩信號與第一微波信號混頻所得的具有第二頻率的變頻信號。

49、本發明的第五方面，提供了一種通信裝置，包括：

50、如前任意一項所述的通信電路；

51、第一天線；

52、其中，所述第一天線與通信電路中調制元件的第一端口電性連接，被配置為接收收發裝置發送的具有第一頻率的第一微波信號，以及向收發裝置發送具有第二頻率的變頻信號。

53、可選的，通信裝置，還包括：

54、第五匹配網絡；

55、其中，所述第五匹配網絡設置于所述第一天線與所述通信電路中調制元件的第一端口之間。

56、本發明的第六方面，提供了一種通信系統，包括：

57、如前任意一項所述的通信裝置；

58、收發裝置，包括電性連接的收發電路和第二天線；

59、其中，所述收發電路被配置為產生具有第一頻率的第一微波信號，并對接收到的具有第二頻率的變頻信號進行解調獲取其攜帶的信息；

60、其中，所述第二天線被配置為將收發電路產生的具有第一頻率的第一微波信號發送給通信裝置，并接收通信裝置回傳的具有第二頻率的變頻信號。

61、本發明的第七方面，提供了一種通信方法，用于如前所述的通信系統，包括：

62、s1：通信系統中的收發裝置產生具有第一頻率的第一微波信號，并發送第一微波信號；

63、s2：通信系統中的通信裝置接收第一微波信號，并回傳具有第二頻率的變頻信號；

64、s3：通信系統中的收發裝置接收變頻信號，并解調獲取其攜帶的信息。

65、本發明提出了一種通信電路、方法、裝置及系統，至少具有以下有益效果：

66、（1）由于設置了從第一諧振網絡到第二諧振網絡不經過調制元件的若干信號傳輸路徑，可以降低第二微波信號的損耗，從而獲得功率提升的變頻信號，相應地降低了收發裝置的發射功率要求，降低了通信電路的微波驅動功率閾值。

67、（2）由于在第二諧振網絡的左右兩側或一側設置了電抗器件，可以擴展變頻信號的頻率變化范圍，從而提高收發裝置端的信息解調精度。