手机射频基础入门
发布日期:2021-05-15 03:27:43 浏览次数:21 分类:精选文章

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综测仪及相关技术

综测仪

综测仪是一种模拟基站,具备信号发生器、频谱仪以及信令连接等多种功能。常见型号有CMW200、CMW500/MT8820C、MT8821C以及MT8000A等。

  • MT8820C:支持2G、3G、4G网络。
  • MT8821C:支持LTE带间CA以及5G NSA(LTE)部分。
  • MT8000A:支持5G NSA和SA模式。

此外,ENDC(Enhanced NodeB Downlink Control)概念也与综测仪相关。

三角锥

三角锥是一种模拟暗室,主要用于干扰测试。常见型号包括nano V2 3GHz 3.2寸,价格约300元。

阻抗匹配与史密斯圆图

阻抗相关参数

  • S11:表示端口2匹配时,端口1的电压反射系数,dB表示功率反射关系。S11越小,反射越少,反射系数越低越好。
  • S11定义:( S_{11} (dB) = 20 \log_{10} (S_{11}) ),反射功率比入射功率小20dB。
  • RL:回波损耗,计算公式为( RL = -20 \log_{10} (|S_{11}|) )。
  • 驻波比 (SWR):计算公式为( SWR = \frac{1 + |S_{11}|}{1 - |S_{11}|} )。
  • 阻抗 (Z):( Z = Z_0 \cdot \frac{(1 + S_{11})(1 - S_{11})}{1} ),其中( Z_0 )为标准阻抗(通常为50Ω)。

阻抗匹配对比表

反射系数 (p) 回波损耗 (RL) 驻波比 (SWR)
1.00 0.00 无穷大
0.90 0.92 19.00
0.80 0.94 9.00
0.70 3.10 5.67
0.60 4.44 4.00
0.50 6.02 3.00
0.40 7.96 2.33
0.30 10.46 1.86
0.20 13.98 1.50
0.10 20.00 1.22
0.09 20.92 1.20
0.08 21.94 1.17
0.07 23.10 1.15
0.06 24.44 1.13
0.05 26.02 1.11
0.04 27.96 1.08
0.03 30.46 1.06
0.02 33.98 1.04
0.01 40.00 1.02
0.00 无穷大 1.00

为什么进行阻抗匹配

  • 射频系统的实际应用

    射频系统通常使用50Ω阻抗,但由于制造工艺的限制,实际阻抗可能存在偏差,因此需要通过匹配器件进行调整。

  • Loadpull的影响

    在ACLR和电流选择时,50Ω无法保证最佳性能,阻抗匹配可以解决这一问题。

  • LNA的阻抗要求

    LNA看出去的阻抗不一定能达到50Ω,阻抗匹配可以优化噪声系数。

  • 滤波器和双工器的需求

    由于工艺限制,滤波器和双工器的阻抗难以控制,阻抗匹配可以通过外部元件确保工作频段收敛。

  • 何为阻抗匹配

    阻抗匹配的目的是确保信号源、传输线和终端之间没有反射。主要有两种匹配方式:

  • 行波匹配

    信号在传输线上完全作为行波传播,源端和负载端都需要进行匹配。

  • 共轭匹配

    阻抗互为共轭,确保整体电阻为50Ω,而不关注反射。

  • 匹配方式:LC分离元件

  • 匹配原则

    • 电感/电容值不宜过小,否则会导致指标不一致性。
    • 避免使用不常见的器件。
    • 采用低通匹配形式以减少杂散问题。
    • 串联电感和并联电容不宜过大或过小。
  • 匹配小技巧

    • 宽带匹配需要多次试验,以确保阻抗轨迹收敛。
    • 尽量完成上半球或下半球匹配。
    • 避免高Q值带宽过窄。
  • 匹配前的准备工作

    • 双端口网络分一台。
    • 合适长度的铜管线用于焊接主板。

    匹配原则

    • 不要使用不常见器件。
    • 优先采用低通形式。
    • 串联电感和并联电容不宜过大或过小。
    • 匹配过程中,整个频带的阻抗轨迹应尽可能收敛。

    调试目的

  • 收敛频带内S11。
  • 提高功放效率,提升线性性能。
  • 优化LNA噪声系数。
  • 校准测试。
  • 减少ENDC(4G与5G之间的干扰)。
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