天线的场区:
1. 感应场:非常靠近天线的区域,电磁场交替存储在该区域,不辐射,有些像谐振器
电磁炉就是工作在该区域,无线充电也是工作在该区域
2. 辐射场:R=2D^2/波长界面区分
1)近场:功率流有明显的径向分量
2)远场:
天线的场区:
1. 感应场:非常靠近天线的区域,电磁场交替存储在该区域,不辐射,有些像谐振器
电磁炉就是工作在该区域,无线充电也是工作在该区域
2. 辐射场:R=2D^2/波长界面区分
1)近场:功率流有明显的径向分量
2)远场:
天线的关键参数(续):
天线的效率:天线的总全向辐射功率与天线馈电点的输入功率之比,定义为天线的效率
由阻抗失配导致的反射,天线自身的热损耗,及天线周围环境对辐射能力的吸收等因素决定的。
天线的效率总小于1
天线增益:是一个实际的参量,需要考虑天线本身的欧姆损耗和馈线失配损耗
有两种定义:
1)天线的总增益,其值和效率是一个等效换算关系
2)最大方向上的天线增益,其值为最大辐射方向增益G=效率u*定向性D,通常所说的天线增益一般都是指最大辐射方向上的增益
3)天线增益的单位:
1)dBi 的参考天线为点源天线
2)dBd的参考天线为半波偶极子天线。
3)两者的换算关系:0dBd=2.15dBi
天线的阻抗和带宽:
天线的阻抗:天线的输入阻抗
天线的带宽:
1)取带内频点的回波损耗都小于-10dB的一段连续频带为天线的工作频带,就是天线带宽。
他们由天线的形状所决定的。
天线的极化:指天线辐射的无线电波的极化,无线电波在空间传播时,其电磁场方向是按照一定规律变化的。由于电场始终与磁场垂直,所以一般把电场矢量在空间的指向乘坐无线电波的极化
无线电波极化:1)线性极化--垂直极化/水平极化
2)椭圆极化,--左旋极化/右旋极化
3)圆极化 --左旋极化/右旋极化
天线的发射天线和接收天线的极化需要一致,才能获得最大的传输效率
天线的关键指标参数:
1. 辐射波瓣图--描述天线辐射电场或者辐射功率的三维函数,可以描述出天线在空间中任意方向的电场或功率矢量的大小。是频率的函数,不同频率下,其辐射波瓣图是不一样的。波瓣图一般都是在远场条件下测到的
波瓣图的两个平面:
1)E面:垂直地平面剖分出来的;
2)H面:与水平面平行剖分出来的
2. 主瓣、旁瓣和旁瓣抑制--
1)主瓣:最大辐射方向所在的波瓣,称为主瓣
2)旁瓣/副瓣:除主瓣外的其它波瓣称为副瓣;其中最靠近主瓣两旁的第一对副瓣称为旁瓣;
3)一般来说,副瓣和旁瓣对天线品质的影响是消极的,造成天线的定向性减小,另外会带来杂散因子的增大,影响天线的抗干扰性能。
4)旁瓣功率最大值与主瓣功率最大值的比值,取的B值就是旁瓣抑制度。
3. 波瓣图的波束宽度---描述了天线辐射主瓣的宽窄程度,波束宽度越窄,则天线的方向性越好;
1)波束宽度的描述:
a。半功率波束宽度:波束功率下降到峰值功率的-3dB功率点的角度大小;
b。-10dB功率波束宽度:波束功率下降到峰值功率的-10dB功率点的角度大小;
c。第一零点波束宽度:主瓣零点形成夹角的角度大小。
4. 定向性D--天线在远场区某一球面上的最大辐射功率密度与这个球面上的平均辐射功率密度之比
1)点源天线因为其是理想化的各向同向性天线,所以其定向性恒为1;
2)定向性D也可以定义为某个天线在某一球面上最大辐射功率密度与点源理想天线在这个球面上的辐射功率密度之比。
3)方向性系数一般都等于D。
5. 效率
6. 增益
7. 天线阻抗和带宽
8. 极化
偶极子天线:
电荷移动,改变导体电流,并且有加速度,电荷距离减少,电压减小,到达中间时,加速度为0,速度最快,极性交换,形成的闭合交变电场线,在下一个电场线的推动下,向外辐射。
天线的辐射原理:
天线定义:一种附有导行波与自由空间波互相转换区域的结构。
电磁波:由相同且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发生的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。由相同震荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。
1. 恒定电流的周围,会有稳定的磁场,但是并不会有电磁波的辐射产生。
2. 变化的电流周围,会有变化的磁场,变化的磁场又再产生变化的电场,这个过程不断重复,从而形成电磁波的辐射;
3. 天线振子里就有变化的电流,天线就是这样产生电磁波的
对称偶极子天线是从平行导线演化而来,平行双线的电流方向相反,把平行双线的弯曲90°,电流方向就一致。
天线的种类:
八木宇田天线:端射式,其组成:
1)辐射振子;2)发射器;3)引向器
有很好的指向性
偶极子天线:半波,整个长度是整个波长的长度
单极子天线:去掉了接地部分,采用虚拟镜像的方式。
喇叭天线,辐射体成喇叭型,方向性很好
微带整列式天线:广泛应用雷达和通信系统
抛物面天线:高增益高定向性,应用与星地通信,射电天文望远镜
天线:天线决定了通信的距离和质量;
灵敏度计算公式
灵敏度=174
单工通信
频分双工(FDD)
时分双工(TDD)
频分半双工
一、PA调试
1、PA调试要先从静态工作点开始调试;
注意量测PA两端有没短路,调试时注意电流有没有突变;如果突变要看下频谱是不是存在自激。
问题:这个静态工作点是调整什么参数?可否具体讲下如何调的。
2、PA输入阻抗调试:
3、PA输出阻抗调试
问题:负载牵引数据表中的Zsource是指PA的什么阻抗,Zin是指PA的输入阻抗值吗?Zload是PA输出的目标阻抗值吗?
3GPP规范
矢网--
LNA关键指标:
NF:噪声系数
线性度IP3,输入IP3和输出IP3
稳定性
LNA要远离可能产生辐射干扰的电路(时钟,电源)
系数圆和增益圆
1,PA调试从常温下,静态动作点开始 ;
2,S2P文件扫描
3,ads模型或负载牵引数据;
4,
电路匹配性能的因素:
1. 匹配电路与端口的间距对性能的影响
把对应长度的微带线加入到ADS上仿真,调整参数。
2. S22匹配前后对性能的影响
会影响频带的S11和S21
扩展带宽:
1. 利用电容和电感拓展带宽。
2. LC串并联谐振频率两侧的阻抗变化率发生两个方向变化
宽带匹配电路的匹配:
1. 拓展带宽,就会降低匹配电路的Q值,导致匹配元器件数量的增多。
1. 设置等Q线;
2. 设置VSWR圆;
3. 增加匹配电容或者电感,向50ohm靠近。
射频的匹配电路:
共轭匹配:ZL=ZS*;就是实部相等,虚部相反的阻抗。
相对带宽大于50%的频带为宽带。
一般认为S11或者S22小于-10dB为达标;
常用的窄带匹配电路:
1. L型电路:
2. PI型电路
3. T型电路
绿色圆弧形频率阻抗曲线,是窄带匹配电路的特征,与带宽匹配电路特征明显不同。
好的匹配电路的特征:
1. 满足性能,尽量简单
2. 少用电感,减少成本
3. 条件变化,有适应性
PI型和T型臂L型带宽稍宽。
终端测试:
1. 一致性测试;
1) 测试用例
2)测试方法
3)参数配置
4)是否符合协议对接收功率、灵敏度、抗干扰和性能的要求,以及发射功率、质量和频谱的要求。
2. 运营商的测试和认证
准入性的测试系统
LNA:
1. 影响接收机的灵敏度;
2. 多级放大器级联的噪声影响
3. 类型:
1)端口50ohm单管:成本低,面积小,应用简单
2)端口50ohm多管集成:多频段兼容方便,减小面积,一致性好
关键指标:
1.频率范围
2,NF噪声系数
3. 增益
4. 线性度:IP3,OIP3=IIP3+G
5. 稳定性
LNA的应用:
1. 易受干扰的电路;2. 偏置电路的的电源使用LDO,滤波电容尽量靠近引脚;3. 防止辐射干扰;4. 射频路径尽量短;5. 器件的接地路径尽量短;
仿真软件设计LNA匹配电路:噪声系数园,和增益圆,选择合适的噪声系数和增益圆的点,然后匹配。
PA的调试:
由于寄生电容的存在,导致频率的端口阻抗不一致,Q值高,工作频段窄。
PA调试的仪表:VNA,电源,大功率衰减器。运行ADS的电脑。
1. 静态工作点:常温下,关闭输入信号,调至datasheet推荐值;
2.基于S2P文件查看对应频率的阻抗值;然后选择共轭阻抗匹配;
3. smith圆图上确定输入阻抗,和输出阻抗;可以采用多节匹配;
4. 初步确定输入输出后,在ADS上仿真;
5. 输入匹配上,通过小信号调试S11,一般-10dB以下;
6. 输出匹配电路:主要关注P1功率,增加衰减器;并通过大信号调优。
7. 如何获取目标阻抗点:
1)采用器件ADS模型,通过ADS负载牵引选取,匹配设计和优化。
2)负载牵引数据来选取对应频率的数据来完成;
3)S2P文件对S参数处理