<笔记>网分校准+天线调试
前言
关于网络分析仪的校准+天线调试的一些经验记录下来,免得自己以后忘记了。
Drawn By:67373UPUP
测试设备
ZNB8罗德与施瓦茨矢量网络分析仪8.5GHz
目的
射频天线匹配调试,以下均以调试2.4G的蓝牙天线为例。
第一步_校准+设置参数(仅第一次使用设置,下次测试可沿用)
1.0:校准件图片
1.1:新建配置
1.2:使用校准件校准
1.3:添加Smith(史密斯图)、SWR(驻波比)、Mag(回波损耗)窗口
1.4:设置频率(由于我们测试的是2.4G的天线,所以设置为2-3G)
1.5:设置Port
1.6:设置Maker点
1.7:保存设置
1.8:再次校准一次(好像这一步省略也可以)
1.9:使用校准件测试
第二步_调试天线
2.0:参考资料
参考优秀文章:
优秀文章
smithxy坐标系转换为圆坐标系
参考优秀资料:
天线设计和射频布局指南
参考工具软件:
Smith V3.10
2.1:基本概念
史密斯图:史密夫图表(Smith chart,又称史密斯圆图)是在反射系散平面上标绘有归一化输入阻抗(或导纳)等值圆族的计算图。也可以理解为我们调匹配的辅助工具。
驻波比:驻波比全称为电压驻波比,又名VSWR和SWR,为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。指传输线波腹电压与波谷电压幅度之比, 又称为驻波系数、 驻波比。驻波比等于1时,表示馈线和天线的阻抗完全匹配,此时高频能量全部被天线辐射出去,没有能量的反射损耗;驻波比为无穷大时,表示全反射,能量完全没有辐射出去。
驻波比一般要小于1.5,对天线信号要求比较高时驻波比要小于1.2。
回波损耗:回波损耗是表示信号反射性能的参数。回波损耗说明入射功率的一部分被反射回到信号源。例如,如果注入1mW (0dBm)功率给放大器其中10%被反射(反弹)回来,回波损耗就是10dB。从数学角度看,回波损耗为-10 lg [(反射功率)/(入射功率)]。回波损耗通常在输入和输出都进行规定。
一般回波损耗要低于-10dB。
如何调整天线阻抗点往中心点移动,可参考一下几点。
阻抗圆,串电感,顺时针转,电抗线变陡,感性增强,XL=jwL,所以电感值要增大。
阻抗圆,串电容,逆时针转,电抗线变陡,容性增强,Xc=-j/wc,因为阻抗虚部在往负方向增加。所以电容值在变小。注:想要走的远,那就要串联更大的电感或者更小的电容。
导纳圆,并电感,逆时针转,电纳线变陡,感性增强,BL=-j/wL。所以电感值要减小。
导纳圆,并电容,顺时针转,电纳线变陡,容性增强,Bc=jwC。所以电容值要大注:想要走的远,那就要串联更小的电感或者更大的电容。
总结口诀是:下容上感,左(沿着导纳圆路径)并右(沿着阻抗圆路径)串,顺着圆走,往圆心转。
2.2:调试方法
在我们调试天线前我们可以先用smith圆图工具进行模拟。
2.21:我们先用网分测量出天线在2.45G频率上的点。(实轴:97.5、虚轴:-J107.8)(如下)
2.22:我们打开smith软件工具。
根据上图可知:如果想往中心靠拢,需要先沿着阻抗圆逆时针旋转到TP2,然后再沿着导纳圆逆时针旋转移动到TP3。
根据smith圆图我们可知,需要串联并联一个4.8nH的电感,串联一个0.7pF的电容,就可以将天线调整为50欧姆。
经过调试最终并没有和smith工具给出的参数一致,(过程调试图片丢失)下图是最终调试的效果和参数。
总结:借助smith原图工具我们可以得出理论上天线的参数,但是实际中可能会跟理想值有偏差,我们不可完全参照理论值照搬,根据smith圆图工具可以给出调试的方向,但是还要根据实际情况调整。
实际情况和理论值偏差原因怀疑:贴片时管脚会存在寄生电容,根据上图中在理想情况下我们需要串一个0.7pF的电容,但是管脚的寄生电容也是pF级别的,所以寄生电容会对结果影响很大。所以这是两者偏差的原因。(纯个人怀疑,无论据支持,如有更好的解释欢迎沟通)文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-499198.html
有一些理论知识,本文没有写的很详细,可以看一下参考文章。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-499198.html
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