藍(lán)牙PCB天線詳細(xì)調(diào)試步驟

時間：2022-12-06 20:03:01

關(guān)鍵字： VNA 電纜鐵氧體磁環(huán)

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[導(dǎo)讀]VNA通過同軸電纜連接到產(chǎn)品上，可在同軸電纜外套上鐵氧體磁環(huán)，鐵氧體磁環(huán)有助于防止射頻電流在同軸電纜外面流動(會干擾測量)。對VNA Port1（單端口）使用電子校準(zhǔn)件或者機(jī)械校準(zhǔn)進(jìn)行開路、短路、負(fù)載校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完畢后，將PCB和VNA連接，使用S11/Smith Chart測量輸入端阻抗（注意調(diào)試時去嵌），可借助Smith Chart2.0 阻抗匹配軟件調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)的LC電容電感的值來調(diào)諧，同時也可以切割Trace天線的長度，直到S11軌跡(顯示在VNA)在中心頻點(diǎn)2441MHz處的史密斯圖，此時天線大致調(diào)諧完成。

設(shè)計(jì)天線之前，參考一下供應(yīng)商參考設(shè)計(jì)資料繪制天線，制板后回來調(diào)試。

2. 測試前準(zhǔn)備

首先準(zhǔn)備一根可焊接的同軸線，割開天線匹配網(wǎng)絡(luò)與濾波器連接處，將同軸線內(nèi)芯連接到匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端，外屏蔽層焊接在PCB的地上，盡量靠近天線的輸入端匹配網(wǎng)絡(luò)。

3. VNA校準(zhǔn)與調(diào)諧

VNA通過同軸電纜連接到產(chǎn)品上，可在同軸電纜外套上鐵氧體磁環(huán)，鐵氧體磁環(huán)有助于防止射頻電流在同軸電纜外面流動(會干擾測量)。對VNA Port1（單端口）使用電子校準(zhǔn)件或者機(jī)械校準(zhǔn)進(jìn)行開路、短路、負(fù)載校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完畢后，將PCB和VNA連接，使用S11/Smith Chart測量輸入端阻抗（注意調(diào)試時去嵌），可借助Smith Chart2.0 阻抗匹配軟件調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)的LC電容電感的值來調(diào)諧，同時也可以切割Trace天線的長度，直到S11軌跡(顯示在VNA)在中心頻點(diǎn)2441MHz處的史密斯圖，此時天線大致調(diào)諧完成。

4. 遠(yuǎn)場測試

使用VNA網(wǎng)絡(luò)分析儀Smith Chart進(jìn)行天線調(diào)諧后，還有必要進(jìn)行微調(diào)，結(jié)合藍(lán)牙產(chǎn)品的發(fā)射功能，從而使天線性能得到優(yōu)化并最終定稿。對于性能測試，最好是在半電波暗室中進(jìn)行，能得到天線全部的指標(biāo)。但是往往現(xiàn)實(shí)不盡如人意，大多數(shù)工程師并不從事射頻工作，從供應(yīng)商直接采購藍(lán)牙模組產(chǎn)品進(jìn)行集成，對于天線更是一無所知。因此，對于硬件工程師，我們可以使用簡單的測試方法，在室內(nèi)或室外距離產(chǎn)品2米處使用頻譜儀接收功率（X,Y,Z三個方向進(jìn)行評測），從頻譜上的功率顯示來判斷天線性能。測試過程中注意避免金屬物體，如實(shí)驗(yàn)室金屬桌、文件柜、燈柱和汽車等。