手机射频基础入门

文章目录

  • 一、综测仪
  • 二、三角锥
  • 三、阻抗匹配和史密斯圆图
    • 1. 阻抗相关参数
    • 2. 为什么进行阻抗匹配
    • 3. 何为阻抗匹配
      • a. 行波匹配
      • b. 共轭匹配
    • 4. 匹配方式--LC分离元件
    • 5. 匹配前做好以下仪器和工具准备
    • 6. 调试目的
  • 总结


一、综测仪

  • 综测仪是模拟基站,具备信号发生器,频谱仪,信令连接等多种制式;
  • CMW200 --》 CMW500/MT8820C–》 MT8821C–》MT8000A;
  • MT8820C:2G、3G、4G;MT8821C:LTE带间CA,5G NSA(LTE)部分
  • MT8000A: 5G NSA&SA
  • ENDC概念

二、三角锥

  • 三角锥–模拟暗室,用于干扰测试;
  • nano V2 3GHz 3.2寸 《 300元

三、阻抗匹配和史密斯圆图

1. 阻抗相关参数

  • S11:端口2匹配时,端口1的电压反射系数,S11(dB)表示功率反射关系 ,RL表示回波损耗,即有多少能量返回了Port1,是越小越好,即能量很少反射回来。
  • S11的定义公式:S11=b1/a1,a2=0;
  • 假设S11=0.1,表示有1V电压入射,0.1V电压发射回来。此时S11 = 0.1.即,反射系数p=0.1, S 11 ( d B ) = 20 l g ( S 11 ) = − 20 d B S11(dB)=20lg(S11)=-20dB S11(dB)=20lg(S11)=20dB,表示反射的信号功率大小比入射信号小20dB。
正向 反向
反射系数p p=S11 p=S22
回波损耗RL RL=-20lg|S11| RL=-20lg|S22|
驻波比SWR SWR=(1+|S11|)/(1-|S11|) SWR=(1+|S22|)/(1-|S22|)
阻抗Z Z=R+jX=Z0[(1+S11)(1-S11)] Z=R+jX = Z0[(1+S22)(1-S22)]
  • 反射系数、回波损耗、驻波比对比表格
反射系数p 回波系数RL 驻波比SWR
1.00 0.00 无穷大
0.90 0.92 19.00
0.80 0.94 9.0
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

注:反射系数小于0.30,可接受;驻波比1.86可以接受

2. 为什么进行阻抗匹配

  • 平时用的射频系统都是50欧姆,为什么还要阻抗匹配?
    • 最理想情况:源端输出阻抗50欧姆,负载端的输入阻抗也是50欧姆。但由于 板厂制程能力,线宽控制,对地间距 ,介质介电常数的控制会有误差,导致阻抗线未必50欧姆 ,所以要靠匹配器件把阻抗调到50欧姆,必须留下匹配位。
    • PA输出的Loadpull,50欧姆不能取得理想的参数,比如在ACLR和电流之间做选择的时候,不能放在50欧姆
    • LNA看出去的阻抗,50欧姆不能取得最佳噪声系数;
    • 滤波器、双工器的器件本身由于工艺的限制,无法内置大电感,股阻抗没有控制在50欧姆,需外加分离器件保证工作频段内收敛

3. 何为阻抗匹配

  • 阻抗匹配是保证源- 传输线- 终端之间没有反射,为了达到这一目的而进行的动作称为阻抗匹配;
  • 阻抗匹配有两种:行波匹配、共轭匹配

a. 行波匹配

  • 行波匹配,信号在传输线上没有反射,完全是一种行波状态。要求信号源进入传输线就是匹配的,因此在源端加一个匹配网络,去除阻抗的徐波,同时调整阻抗为纯50欧姆;在负载是类似的操作,要避免反射,需要在进入负载 以前就把负载的阻抗虚部去掉,调整成50欧姆纯电阻状态 。
    手机射频基础入门_第1张图片
    注:行波匹配要做两个匹配;

b. 共轭匹配

  • 共轭匹配,是从源端往左右看,阻抗互为共轭,也就是不管信号源出来的信号到了传输线发生了什么,有没有反射。我们只关心整个射频通路中的电抗为零,只有电阻,这样的匹配就是共轭匹配。
    手机射频基础入门_第2张图片
    注:常用匹配,比行波匹配高效;

4. 匹配方式–LC分离元件

  • 上感、下容;左并、右串;
  • 匹配原则“向前看,往后退”;
    手机射频基础入门_第3张图片
    注意:
  • 匹配过程,两个元件可以完成,但是Q值过高,带宽不高;而采用多阶匹配,避免高Q区域,有利于扩展带宽;
  • 上(下)半球的阻抗起始点,匹配尽可能控制在上(下)半球完成;

5. 匹配前做好以下仪器和工具准备

  • 双端口网分一台;
  • 合适长度的铜管线,用于焊接主板;

手机射频基础入门_第4张图片

  • 匹配原则:

    • 电感/电容值,不要过小–否则器件误差会造成指标一致性差;
    • 避免使用不常见器件;
    • 匹配尽可能采用低通形式,可有效解决杂散问题;
    • 串联电感/并联电容不宜过大,串联电容不宜过小;
    • 整个频带的阻抗轨迹尽可能收敛–宽频匹配需要试验多种形式;
  • 阻抗匹配避免不常用器件,可以演化成以下的形式:
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  • 匹配小技巧:宽带无法收敛;
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  • 高Q值意味着低带宽;
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  • 匹配之前务必做两个校准动作;

    • 网分要用标准件做全频段校准
    • 校准以后放上pigtail 要做port extension动作,最好是open和short都做处理;

6. 调试目的

  • 频带内S11收敛;
  • 功放效率提高(电流大),线性好(ACLP指标);
  • LNA噪声系数低点
  • 校准
  • EMI(ENDC,4G与5G之间的相互干扰)

总结

视频参考地址https://www.moore8.com/courses/trainning_playback/3178

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