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LoRa发射模块基本特点及结构说明

2025-03-19 09:38

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LoRa发射模块,作为LoRa通信系统中的核心组件,它主要作用是可以将数字信息转换为无线电波并发送出去。首先,数字信息经过调制器转换为适合无线电波传输的格式。然后功率放大器将信号放大到足够的功率水平,以便通过天线发送出去。在接收端,LoRa接收模块会接收并解调这些信号,还原出原始的数字信息。

 

LoRa发射模块特点

远距离通信:LoRa发射模块采用扩频调制技术,通过扩频因子(如SF12)提升抗干扰能力,在低信噪比下稳定传输,支持动态调整带宽和速率,结合纠错编码,通信距离比传统技术远3-5倍,适合野外监测、农业物联网等广域场景。

低功耗设计LoRa模块通过 ‌扩频调制技术‌ 提升接收灵敏度(达-148dBm),结合动态扩频因子/带宽调整,以更低发射功率维持远距离通信;协议层采用 ‌自适应速率(ADR)‌ 和 ‌μA级休眠机制‌灵活组网,适用多种场景。

灵活组网:LoRa支持 ‌星型、网状、混合拓扑‌ 及私有/标准协议(如LoRaWAN),通过动态参数(扩频因子、带宽)适配不同场景,结合多信道通信、冲突避免与ADR(自适应速率),实现 ‌大规模节点接入(万级)‌ 和网络弹性扩展,适用于智慧城市、工业监测等复杂物联网部署。

频道全球适用:LoRa发射模块支持433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等,能够适应全球不同地区的频段需求。此外LR1121/LR1120的发布支持卫星通信。这意味着LoRa发射模块可以在全球范围内广泛应用,为物联网设备提供稳定、可靠的通信服务。

值得一提的是LR1120还支持GPS/北斗双模定位定位技术,无需依赖外部设备,即可为用户提供精准的全球定位位置信息。无论是在偏远的物流追踪场景,还是在智能交通系统中,都能确保定位的准确性,为各种应用场景提供强有力的支持。

同时,LR1120还具备WiFi定位功能,这一功能特别适用于室内环境或卫星信号较弱的区域。通过被动扫描附近MAC地址,并借助云端数据库进行位置匹配,LR1120能够迅速确定设备所在位置,为用户提供更加便捷、高效的定位服务。

 

LR1120模块

 

 

 LoRa发射模块内部结构

 

发射模块的核心构成部件包括:‌电源电路、‌基带处理单元‌(、‌射频前端、‌接口与控制电路以及‌防护设计,其中天线通常作为外接部件,模块内部通过阻抗匹配电路优化射频输出效率。LoRa发射模块功率大小不同,内部结构也有所不同。如高功率模块还需集成环形器隔离反射信号,确保PA稳定性。

 

以LoRa611Pro举例说明,LoRa610Pro模块是LoRa调制功率为100mW通信模块,支持MESH组网,AES128加密。内置硬件防死机自复位电路,抵抗外部强干扰信号。支持LBT(Listen Before Talk)功能可选,支持TTL/RS22/RS485接口。

 

lora611Pro内部结构

lora611Pro通信模块

 

对于大功率数传电台来说,信号的发射处理更为复杂。发射模块集成在数传电台内部,其电路设置更为复杂。如功率为30W的数传电台LoRaP30PRO。

 

lorap30PRO大功率模块内部结构

lorap30PRO大功率模块

 

 

30W高功率数传电台与100mW功率模块在系统架构与配件配置上对比差异:

 

‌1. 功率与链路设计‌

‌30W模块‌:采用高线性度PA(如Class-E架构)实现高效率(>70%)发射,需配置‌环形器‌(隔离VSWR>2:1的反射信号,保护PA热稳定性)和‌LNA‌(补偿接收链路损耗,提升灵敏度至-148dBm)‌。

‌100mW模块‌:依赖集成化射频前端,无需环形器,功耗低(休眠电流<1μA),适用于短距低速率场景‌。

 

2. 抗干扰与防护需求‌

‌30W模块‌:需‌RS485隔离电路‌(光耦/磁隔离,抑制工业地环路干扰,CMRR≥100dB)和‌ESD防护‌(TVS管+气体放电管,满足IEC 61000-4-2标准),避免高功率暴露端口的静电击穿风险‌。

‌100mW模块‌:防护简化(如单级TVS管),接口隔离非必需,适用于低干扰环境‌。

 

‌3. 系统可靠性优化‌

‌30W模块‌:需独立散热设计和‌电源隔离‌,抑制数字噪声耦合‌。

‌100mW模块‌:采用自然散热与单电源供电,依赖低功耗DSP动态调压降低整体能耗‌

 

LoRa技术应用场景与展望

随着国内物联网市场的快速增长和边缘计算,AI技术的兴起,LoRa应用技术为用户提供更加高效、实时的数据处理和分析能力。这将进一步推动LoRa发射模块在物联网领域的应用,助力构建更加智能、便捷、安全的物联网世界。

LoRa芯片成员中LR1120/LR1121的发布引入卫星频道功能,进一步增强了通信的可靠性和覆盖范围。此外,LR1120还集成定位技术,能够为用户提供全球定位位置信息,这在物流追踪、智能交通等领域具有广泛的应用价值。

综上,在物联网领域,LoRa发射模块的应用前景广阔,将成为推动物联网技术发展的重要力量。海外市场定位物流追踪快速发展使得LoRa技术未来发展更加值得期待。