总是有人问八木天线的巴伦的接线问题

总是有人问八木天线的巴伦的接线问题
总是有人问八木天线的巴伦的接线问题

总是有人问八木天线的巴伦的接线问题。在这里简单说说:

为了提高天线的带宽,很多八木天线都采用折合振子。折合振子相当于两个半波振子并联,其水平方向图与半波对称振子完全相同,呈8字形,所不同的是阻抗特性。半波折合振子(谐振时)的输入阻抗是普通振子的4倍。谐振半波振子的输入阻抗为73 ?,所以折合振子输入阻抗为292 ?

由于反射振子和诸多引向振子共同作用的结果,折合振子的输入阻抗降低到200欧姆。要和50欧姆同轴电缆匹配,要接巴伦。一般都是使用1:4半波U形环巴伦,和长城天线的完全一样。大家可以参照这个帖子里面的“漫谈长城天线的巴伦”一文。

https://www.360docs.net/doc/d310406613.html,/bbs/thread-56497-1-1.html 为了更直观地说明巴伦的接法,我把过去发布的长城天线的巴伦的接法图示,修改一下,拿来与大家分享,希望对想给八木天线加巴伦的童鞋有点帮助。

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天线匹配调试流程

PCB天线匹配调试流程(个人总结) 根据个人调试经验归纳总结调试天线匹配的步骤流程,仅供参考--ab。 步骤1、根据结构和PCB大小设计线圈圈数、线宽、圆方等设计PCB天线线圈。可以根据实际产品需求按照“附件1:非接触天线电感计算”的参数计算出大约的线圈电感和品质因数Q。 步骤2、按照步骤1设计出PCB的天线线圈,利用网络分析仪测试裸板的天线线圈实际的Q值,然后根据产品对Q值的需要进行并电阻调节Q值大小。 Q值计算和意义: ,f为谐振频率,R为负载电阻,L为回路电感,C为回路电容。 一般而言,Q越高,能量的传输越高,但是过高的Q值会影响读写器的带通特性,尤其是读写器本身频率点比较偏的时候,标签Q值过高,有可能会导致标签的频率点在读卡器的带通范围之外。一般设置Q值为20的时候带通特性和带宽都比较好。一般L和C的值由于要匹配谐振,不怎么好改动,因此要降低Q 可以通过并联一个电阻R来解决。所以在设计之初,需要尽量的让品质因数Q 留有余量,以便后期调试。如果设计太小Q值就不好往高调试了。 步骤3、针对AS3911芯片的匹配电路可以参考“附件2: AS3911_AN01_Antenna_Design_Gui”初步确定出EMC、matching电路。 天线匹配电路参考

步骤4、利用网络分析仪适当调整EMC、matching电路让天线谐振在,匹配10欧~50欧的电阻。根据AS3911文档推荐匹配20~30欧效率最高,如果考虑功耗等因素可以适当的匹配电阻变大,提高输入阻抗。 天线匹配意义: 在天线的LCR电路中产生谐振,使电路中呈现纯阻抗性,此时电路的阻抗模值最小。当电压V固定时,电流最大。 (1) 电路阻抗最小且为纯电阻。即Z=R+jXLjXC=R (2) 电路电流为最大。 (3) 电路功率因子为1。 (4) 电路平均功率最大。即P=I2R (5) 电路总虚功率为零。即QL=QCQT=QLQC=0 史密斯圆图图示 步骤5:可以根据史密斯圆图来调整匹配电路。目标:将与实数轴相交,交点就是谐振在的电路阻抗最小且呈纯阻性,此时电路的阻抗模值最小。当电压V固定时,电流最大。 可以根据"附件3:AS3911 Matching " 来调整史密斯圆图的参数。 如果想对射频理论知识感兴趣可以参考。《射频电路设计》

射频发射和射频接收电路

图3.26动态天线的增益变化(左后轮) 图3.27动态天线的阻抗变化(左后轮) 根据上图动态天线的模拟结果,我们可以得知,天线的实际辐射电阻值比较小,而且随着轮轴的旋转而不断变化,分析可知上述变化规律和上图2.1所示的垂直辐射电阻的变化规律十分类似。 3.2 TPMS接收天线的仿真分析 TPMS传输天线的模型如下图3.30所示,传输天线使用1 /4λ型天线。接下来,笔者将详细的论述在理想条件下单天线与车辆,以及单天线组成的结构特征。图3.30接收天线模型

1)单天线 图3.31单天线方向图 图3.32方位角平面(仰角900)方向图

图3.34仰角平面(方位角900)方向图 2)车天线 图3.35车天线方向图

图3.37仰角平面(方位角00)方向图 图3.38仰角平面(方位角900)方向图

以上说明:单天线可以很好的维持1 /4λ型天线的所有特征,但是车身与单天线组成的车辆整体受到的影响作用比较强烈(上述方向图有一定的对称性,但是在很多方向也产生零点)。 3.3 本章小结 在本章里,笔者详细论述了针对TPMS传输天线展开的模拟仿真运行: (1)考虑到车身和轮胎对信号收发的影响,建立了动态天线模型,进行了相关的仿真。 (2)对车天线进行了方向性分析。

4 射频发射和射频接收电路 4.1 身寸频发射电路设计 射频发射电路的设计目的为:把数据信号中频率是315±0. 035MHz 的射频数据信号,符合FCC 关于短距离无线通信规定20dB 带宽≤0.25%的要求,同时把数据信号展开功率扩增处理。 基本上所有的TPMS 射频电路使用的都是Infineon 集团推出的低能耗单片合成FSK/ASK 传送IC 模块TDK5101F 来实现,其工作原理示意图如下图4.1所示。这个板块生成FSK 数据信号的工作原理和第二章里提到的工作原理类似,不同之处在于数据信号的调整改变采用的是频率源的工作频率,并不是锁相环的分频率。 图4.1 TDK S101F 功能图 主要性能参数如下表所示: 工作频率围 311~317MHz 最大信号发射功率 5dBm 射频发射电路要注意的几个问题: 1)功率放大器输出匹配: TDA5101F 的功率扩增设备运行在高效率的C 状态,从理论上分析可知,最佳载荷阻抗为R opt ,根据下式可以得出: o S opt P V R 2/2 其中,V s 为供电电压,P o 为输出功率。但是在实际上,阻抗还会受到其他多种运行参数的作用,因此,必须结合实际工作情况,获得有效的匹配值。 在实际工作中,采用动态天线电阻的调整改变来进行匹配电路的设计具有很

天线匹配电路电子切换开关研究报告

天线匹配电路电子切换开关研究报告 (研发中心线路研究部曾庆刚) 一、项目背景 模拟对讲机的天线由于尺寸和结构形式的限制,最坏频点的驻波比通常会大于2,在VHF 频段甚至会接近4;这样,由于主机与天线阻抗不匹配而导致发射机的效率降低,同时,接收机的灵敏度也会下降,除此之外,发射机的反射功率对射频功率放大器也会造成不同程度的损伤;所以,在主机电路中增加天线匹配电路是十分必要的,但是,由于HYT现有产品只有一个射频输出口,匹配了天线就会影响传导指标测试的结果,这样就出现了天线匹配与指标测试的矛盾,该研究项目也正是基于这个矛盾而提出的。 二、设计思路 天线匹配与指标测试的矛盾是由于天线阻抗与测量仪器输入阻抗不一致引起的,既然这样,主机只需要提供两种输出阻抗就可以同时满足指标测试与天线匹配的要求。Motorola的做法是用一个机械式的切换开关在指标测试与天线匹配之间切换,这样做的好处是既满足了指标测试与天线匹配的要求,又让使用者感觉不到有两个输出端口;但机械式的切换开关会增加成本和结构的复杂度,所以,本文介绍了一种电子式的切换开关,下文将详述这种电子开关的电路结构、设计说明和性能指标。 三、VHF频段天线匹配电路电子切换开关设计实例 电路结构如下图所示:

容,R1、R2是限流电阻,L2提供直流到地的通路,Q1、Q2、Q3、R3、R4是把一个控制信号转换为两个控制信号,同时给开关二极管提供驱动电流。D2反接是为了提高不同阻抗之间的隔离度。 调试说明: 1、 高频扼流电感和旁路电容的取值应根据工作频率来确定,工作频率越高其值越小 2、 限流电阻的取值应根据二极管的正向导通电阻和二极管最大允许电流来确定 3、 匹配电路中,到地的并联谐振回路应在工作频带内保证足够大的阻抗,以确保到地的二 极管承受的高频功率最小,一般在满足匹配的前提下尽量使电感的取值偏大

天线调试匹配相关

通常对某个频点上的阻抗匹配可利用SMITH圆图工具进行, 两个器件肯定能搞定, 即通过串+并联电感或电容即可实现由圆图上任一点到另一点的阻抗匹配, 但这是单频的。而手机天线是双频的, 对其中一个频点匹配,必然会对另一个频点造成影响, 因此阻抗匹配只能是在两个频段上折衷. 在某一个频点匹配很容易,但是双频以上就复杂点了。因为在900M完全匹配了,那么1800处就不会达到匹配,要算一个适合的匹配电路。最好用仿真软件或一个点匹配好了,在网络分析仪上的S11参数下调整,因为双频的匹配点肯定离此处不会太远。,只有两个元件匹配是唯一的,但是pi 型网络匹配,就有无数个解了。这时候需要仿真来挑,最好使用经验。 仿真工具在实际过程中几乎没什么用处。因为仿真工具是不知道你元件的模型的。你必须要输入实际元件的模型,也就是说各种分布参数,你的结果才可能与实际相符。一个实际电感器并不是简单用电感量能衡量的,应该是一个等效网络来模拟。本人通常只会用仿真工具做一些理论的研究。 实际设计中,要充分明白Smith圆图的原理,然后用网络分析仪的圆图工具多调试。懂原理让你定性地知道要用什么件,多调是要让你熟悉你所用的元件会在实际的圆图上怎么移动。(由于分布参数及元件的频率响应特性的不同,实际件在圆图上的移动和你理论计算的移动会不同的)。 双频的匹配的确是一个折衷的过程。你加一个件一定是有目的性的。以GSM、DCS双频来说,你如果想调GSM而又不太想改变DCS,你就应该选择串连电容、并联电感的方式。同样如果想调DCS,你应该选择串电感、并电容。 理论上需要2各件调一个频点,所以实际的手机或者移动终端通常按如下规律安排匹配电路:对于简单一些的,天线空间比较大,反射本来就较小的,采用Pai型(2并一串),如常规直板手机、常规翻盖机;稍微复杂些的采用双L型(2串2并):对于更复杂的,采用L+Pai型(2串3并),比如用拉杆天线的手机。 记住,匹配电路虽然能降低反射,但同时会引入损耗。有些情况,虽然驻波比好了,但天线系统的效率反而会降低。所以匹配电路的设计是有些忌讳的;比如在GSM、DCS手机中匹配电路中,串联电感一般不大于5.6nH。还有,当天线的反射本身比较大,带宽不够,在smith图上看到各频带边界点离圆心的半径很大,一般加匹配是不能改善辐射的。 天线的反射指标(VSWR,return loss)在设计过程中一般只要作为参考。关键参数是传输性参数(如效率,增益等)。有人一味强调return loss,一张口要-10dB,驻波比要小于1.5,其实没有意义。我碰到这种人,我就开玩笑说,你只要反射指标好,我给你接一个50欧姆的匹配电阻好了,那样驻波小于1.1啊,至于你手机能不能工作我就不管了! SWR驻波比仅仅说明端口的匹配程度,即阻抗匹配程度。匹配好,SWR小,天线输入端口处反射回去的功率小。匹配不好,反射回去的功率就大。至于进入天线的那部分功率是不是辐射了,你根本不清楚。天线的效率是辐射到空间的总功率与输入端口处的总功率之比。所以SWR好了,无法判断天线效率一定就高(拿一个50ohm的匹配电阻接上,SWR很好的,但有辐射吗?)。但是SWR不好了,反射的功率大,可以肯定天线的效率一定不会高。SWR好是天线效率好的必要条件而非充分条件。SWR好并且辐射效率(radiation efficiency)高是天线效率高的充分必要条件。当SWR为理想值(1)时,端口理想匹配,此时天线效率就等于辐射效率。 当今的手机,天线的空间压缩得越来越小,是牺牲天线的性能作为代价的。对于某些多频天线,甚至VSWR达到了6。以前大家比较多采用外置天线,平均效率在50%算低的,现在50%以上的效率就算很好了!看一看市场上的手机,即使是名公司的,如Nokia等,也有效率低于20%的。有的手机(滑盖的啊,旋转的啊)甚至在某些频点的效率只有10%左

微波技术与天线实验3利用ADS设计集总参数匹配电路

一、实验目的 学会用ADS进行集总参数匹配电路设计。 二、实验步骤 1、打开“ADS(Advanced Design System)”软件:点击图标。 2、点击“Close”键,关闭Getting start with ADS窗口(如图1)。 图1 3、在“Advanced Design System 2009(Main)”窗口中点击“File>New Project”(如图2), 图2 在“New project”窗口中的“C:\users\default\”后输入“matching”,点击“OK”(如图3)。

图3 4、默认窗口中的选项(如图4(a)),关闭窗口“Schematic Wizard:1”,进入 “[matching-prj]untitled1(Schematic):1”窗口(如图4(b))。 图4(a) 图4(b) 5、找到“Smith Chart Matching”,并点击(如图5)。

图5 点击“Palette”下的“Smith chart”图标,弹出“Place SmartComponent:1”窗口,点击“OK”按钮(如图6(a))。在操作窗口中点击出一个smith chart,然后点击鼠 标右键选择“End Command”(如图6(b))。 图6 (a)

图6(b) 6、点击“Tools>Smith Chart”(如图7(a)),出现“Smith Chart Utility”以及 “SmartComponent Sync”窗口,点击“Smartcomponent Sync”窗口中的“OK”(如 图7(b))。 图7 (a)

PCB天线匹配调试流程(个人总结)

P C B天线匹配调试流程(个 人总结) -标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

PCB天线匹配调试流程(个人总结) 根据个人调试经验归纳总结调试天线匹配的步骤流程,仅供参考--ab。 步骤1、根据结构和PCB大小设计线圈圈数、线宽、圆方等设计PCB天线线圈。可以根据实际产品需求按照“附件1:非接触天线电感计算”的参数计算出大约的线圈电感和品质因数Q。 步骤2、按照步骤1设计出PCB的天线线圈,利用网络分析仪测试裸板的天线线圈实际的Q值,然后根据产品对Q值的需要进行并电阻调节Q值大小。 Q值计算和意义: ,f为谐振频率,R为负载电阻,L 为回路电感,C为回路电容。 一般而言,Q越高,能量的传输越高,但是过高的Q值会影响读写器的带通特性,尤其是读写器本身频率点比较偏的时候,标签Q值过高,有可能会导致标签的频率点在读卡器的带通范围之外。一般设置Q值为20的时候带通特性和带宽都比较好。一般L和C的值由于要匹配谐振,不怎么好改动,因此要降低Q 可以通过并联一个电阻R来解决。所以在设计之初,需要尽量的让品质因数Q 留有余量,以便后期调试。如果设计太小Q值就不好往高调试了。 步骤3、针对AS3911芯片的匹配电路可以参考“附件2: AS3911_AN01_Antenna_Design_Gui”初步确定出EMC、matching电路。

天线匹配电路参考 步骤4、利用网络分析仪适当调整EMC、matching电路让天线谐振在 13.56Mhz,匹配10欧~50欧的电阻。根据AS3911文档推荐匹配20~30欧效率最高,如果考虑功耗等因素可以适当的匹配电阻变大,提高输入阻抗。 天线匹配意义: 在天线的LCR电路中产生谐振,使电路中呈现纯阻抗性,此时电路的阻抗模值最小。当电压V固定时,电流最大。 (1) 电路阻抗最小且为纯电阻。即Z =R+jXL?jXC=R (2) 电路电流为最大。 (3) 电路功率因子为1。 (4) 电路平均功率最大。即P=I2R (5) 电路总虚功率为零。即QL=QC?QT=QL?QC=0 史密斯圆图图示

天线阻抗匹配原理

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输。反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间,等等。例如,扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配,不匹配时,扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗,扩音机就处于过载状态,其末级功率放大管很容易损坏。反之,如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多,会引起输出电压升高,同样不利于扩,音机的工作,声音还会产生失真。因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。又例如,无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗值不一致,发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反射回来,产生驻波,严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。为了使信号和能量有效地传输,必须使电路工作在阻抗匹配状态,即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗,电路的输出阻抗等于负载的阻抗。在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件,由它们所组成的电路称为电抗电路,其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分析。 1.纯电阻电路 在中学物理电学中曾讲述这样一个问题:把一个电阻为R的用电器,接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上(见图1),在什么条件下电源输出的功率最大呢?当外电阻等于内电阻时,电源对外电路输出的功率最大,这就是纯电阻电路的功率匹配。假如换成交流电路,同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。 2.电抗电路 电抗电路要比纯电阻电路复杂,电路中除了电阻外还有电容和电感。元件,并工作于低频或高频交流电路。在交流电路中,电阻、电容和电感对交流电的阻碍作用叫阻抗,用字母Z表示。其中,电容和电感对交流电的阻碍作用,分别称为容抗及和感抗而。容抗和感抗的值除了与电容和电感本身大小有关之外,还与所工作的交流电的频率有关。值得注意的是,在电抗电路中,电阻R,感抗而与容抗双的值不能用简单的算术相加,而常用阻抗三角形法来计算(见图 2)。因而电抗电路要做到匹配比纯电阻电路要复杂一些,除了输人和输出电路中的电阻成分要求相等外,还要求电抗成分大小相等符号相反(共轭匹配);或者电阻成分和电抗成分均分别相等(无反射匹配)。这里指的电抗X即感抗XL和容抗XC 之差(仅指串联电路来讲,若并联电路

天线匹配电路

天线匹配电路 Tune Matching 的方法有許多,有利用單獨供電給PA,直接在Active 情況下Tune Matching 的方式[1],但是這方法要有兩個條件: 1. 能够正常通话 2. 能进入非信令模式 然而Tune Matching 的工作,多半都是在第一版PCB 就要完成(因為第二版PCB 就要直接送認證),但是依個人經驗,通常第一版PCB,軟體可能尚未Ready, 正常通話? 进入非信令模式? 再等等唄。 因此個人較偏好利用Passive 方式Tune Matching,你只要有板子就能進行,不必等到軟體Ready。 由於GSM ?? WCDMA 是手機的核心,故個人以這兩個功能的Tx/Rx Matching 來做說明。 基本原理: 最理想情況,當然是希望Source 端的輸出阻抗為50 歐姆,傳輸線的阻抗為50歐姆,Load 端的輸入阻抗也是50 歐姆,一路50 歐姆下去,這是最理想的。 但是,板廠的製程,在Trace 的線寬,以及對地間距,一定會有誤差,這導致Trace 的阻抗,未必是50 歐姆,所以要靠Matching 把阻抗Tune 到50 歐姆。所以通常就算對於阻

抗控制再有信心,也會留Dummy pad,以備不時之需。 Matching 步驟: 先把落地元件拔掉,串聯元件用0 歐姆電阻,目的是要知道PCB Trace 最原始的阻抗為多少,接下來才能利用Smith Chart ?? Matching 元件,把阻抗Tune 到50 歐姆。 Q. 我可以直接用焊錫Short,來代替0 歐姆電阻嗎? 這樣比較省事。 答案是不行,因為雖然以電路觀點,都是Short,但是以高頻觀點,利用焊錫這種Distributed 方式,會有寄生效應,連帶使得你量出來的阻抗會不準。 零件換好後,先把網路分析儀做校正,再將銅管作Port extension,如此便可開始量阻抗。 我們發現PCB Trace 最原始的負載阻抗為(40.6-13j)歐姆,接下來就是利用Smith Chart,將負載阻抗Tune 到50 歐姆。 也就是要把負載阻抗,依序透過Z1, Z2, Z3,把阻抗由(40.6-13j)歐姆,Tune 成50 歐姆。

天线设计-电感计算以及天线匹配

HF的天线主要是靠耦合场来获取能量,因此天线电感的计算和测量就显得非常重要。HF读卡器和标签通信的等效电路图如下: 其中读卡器天线匹配比较方便一些,一般匹配成50欧姆,与同轴电缆匹配,即LCR谐振在50欧姆,可以通过网络分析仪或者阻抗分析仪来调,一般调节C1,使得C1调整后,频率为13.56M时谐振在50欧姆。当然,读卡器端的等效电路可以为串联也可以为并联。 标签端的匹配会相对麻烦些,因为标签不可能配置成50欧姆,一般就是如图所示的电容并联的模型,通过调整电容来进行匹配。 一、电感的计算和测量 目前有两种方式来测量电感。 1、参考设计MFRC500的匹配电路和天线的应用指南-周立功.pdf 公式如下: 其中,I1是个平均值 2、参考TI-13.56M系统远距离天线设计的经典笔记.pdf 公式如下: 该公式主要是针对方形天线,感觉像是单圈天线。其中Side是指方形天线的中心到中心的距离,以cm为单位;Diameter是指线宽,以cm为单位。 以50cmx50cm环形,1.5cm宽的天线为例,计算如下:

做个试验: 单圈天线5cmX5cm,0.15cm宽,用这个来做标签的天线,两个公式计算下来分别为81nH 和136nH,因此仅用单圈天线做读卡器倒是可以,只要天线够大;但是对于标签来说未有点不切实际,需要多绕几圈。而且对于一般标签来说,就是直接利用天线自身的寄生电容和寄 生电感产生谐振,寄生电容一般很小,根据,L就需要比较大,因为单圈天线对于标签而言也不太合适。 在实际使用当中,还需要借助LCR Meter等来进行测量,一般LCR Meter设置到1Khz进行测量。另外还可以利用LCR parameters,HP4192A or Agilent Technologies 4294A进行准确测量。 二、电容的计算 非常简单,根据公式可以直接计算出电容的值,这个电容值包含寄生电容和可调电容,一般寄生电容选择跟可调电容并联的方式。 三、Q值计算 ,f为谐振频率,R为负载电阻,L为回路电感,C 为回路电容。 一般而言,Q越高,能量的传输越高,但是过高的Q值会影响读写器的带通特性,尤其是读写器本身频率点比较偏的时候,标签Q值过高,有可能会导致标签的频率点在读卡器的带通范围之外。一般设置Q值为20的时候带通特性和带宽都比较好。一般L和C的值由于要匹配谐振,不怎么好改动,因此要降低Q可以通过并联一个电阻R来解决。 由此,在调试的时候,除了调并联电容之外,可以尝试调试一下并联电阻,通过改变Q值来看看是否可以获得更好的读写距离。

MF RC500 匹配电路和天线的设计

MF RC500 匹配电路和天线的设计 2005年2月 深圳吉盛科技有限公司

目录 应用笔记 MF RC500 匹配电路和天线的设计 (4) 1. 简介 (4) 2. 系统基本原理 (4) 2.1 框图 (4) 2.2 系统配置 (4) 2.3 MIFARE 射频接口 (5) 2.3.1 能量发送 (5) 2.3.2 RWD到CARD的数据传送 (6) 2.3.3 Card 到 RWD 的数据传送 (7) 3 MF RC500 匹配电路和天线的设计 (10) 3.1 基本设计规则 (10) 3.2 优化天线尺寸评价 (12) 3.3 直接匹配天线 (13) 3.3.1 EMC电路 (13) 3.3.2 接收电路 (13) 3.3.3 直接匹配天线的天线匹配电路 (14) 3.4 50?匹配天线 (18) 3.4.1 EMC电路 (18) 3.4.2 接收电路 (18) 3.4.3 50? full range solution (18) 3.4.4 50?小范围解决方法 (19) 3.4.5 50?天线的天线匹配电路 (20) 4 环境影响 (22) 4.1 金属天线环境 (22) 4.2 多种天线 (23) 4.3 温度 (23) 5 天线防护,补偿 (23) 5.1.1 电气防护 (23) 5.1.2 补偿 (24) 5.1.3 导磁防护 (25) 6.1 通用布线提示 (28) 6.1.1 EMC过滤和接收电路 (28) 6.2 天线布线和匹配电路 (28) 6.3 直接匹配天线例子 (28) 6.3.1 防护和补偿矩形天线 (28) 6.3.2 矩形天线 (30) 6.3.3 防护矩形天线 (30) 6.4 50?匹配天线的例子 (31) 6.4.2 补偿环形天线 (32) 6.4.3 防护环形天线 (33)

天线阻抗匹配原理

天线阻抗匹配原理 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输。反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间,等等。例如,扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配,不匹配时,扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗,扩音机就处于过载状态,其末级功率放大管很容易损坏。反之,如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多,会引起输出电压升高,同样不利于扩,音机的工作,声音还会产生失真。因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。又例如,无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗值不一致,发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反射回来,产生驻波,严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。为了使信号和能量有效地传输,必须使电路工作在阻抗匹配状态,即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗,电路的输出阻抗等于负载的阻抗。在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件,由它们所组成的电路称为电抗电路,其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分析。 1.纯电阻电路 在中学物理电学中曾讲述这样一个问题:把一个电阻为R的用电器,接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上(见图1),在什么条件下电源输出的功率最大呢当外电阻等于内电阻时,电源对外电路输出的功率最大,这就是纯电阻电路的功率匹配。假如换成交流电路,同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。 2.电抗电路 电抗电路要比纯电阻电路复杂,电路中除了电阻外还有电容和电感。元件,并工作于低频或高频交流电路。在交流电路中,电阻、电容和电感对交流电的阻碍作用叫阻抗,用字母Z表示。其中,电容和电感对交流电的阻碍作用,分别称为容抗及和感抗而。容抗和感抗的值除了与电容和电感本身大小有关之外,还与所工作的交流电的频率有关。值得注意的是,在电抗电路中,电阻R,感抗而与容抗双的值不能用简单的算术相加,而常用阻抗三角形法来计

LoRa天线匹配电路的四个要点

LoRa天线匹配电路的四个要点

目前,LoRa 主要在全球免费频段运行,包括433、868、915 MHz等。 LoRa技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。 LoRa 网络主要由终端(可内置LoRa 模块)、网关(或称基站)、Server 和云四部分组成。应用数据可双向传输。 随着LoRa技术在业内的持续发热,加上其独特优越的传输性能,运用LoRa技术的群体正在爆发式的增长,由于很大部分群体对LoRa等射频技术均是初次接触,在做产品的过程中,通常会遇到棘手的射频电路设计问题,其实只要掌握几大要点,就基本可以发挥LoRa的最佳性能。

要点一、匹配电路设计 在原理图设计时,需要在天线接头与模块的天线引脚之间预留一个π型匹配电路。天线的阻抗是受到电路板的铺地、外壳和安装角度等因素影响的,预留这个π型匹配电路是为了当天线严重偏离50欧姆时,将其纠正到50欧姆。 默认情况下,天线阻抗是比较接近50欧姆的,在下图中的C17和C18不用焊接;而L2用220pF电容,或者1nH电感,再或者0欧电阻,三者均可。遇到特殊的情况时,比如天线安装模具内部、天线的体积很小或需要加强高次谐波抑制等,这三个匹配元件才需要进行匹配调整。 【图1】LoRa模块应用的预留匹配电路 理论上,无论天线阻抗在任何值,都可以通过π型匹配电路将其匹配到50欧姆。

【图4】ZM470SX-M评估板微带线示例 由于470MHz电磁波的波长较长,如果这段微带线走线长度不超过20mm时,走线特征阻抗在25~75欧姆范围对性能影响不大,这种情况下建议使用25mil 线宽即可。 要点三、PCB铺地要求 我们遇到过很多这样的情况:用户将我们的模块用到产品上,产品程序上使用与我们评估板一样的配置参数,并使用我们评估板上的天线,通信效果却明显比我们的评估板差很多。与通信距离相关的无非就发射功率、接收灵敏度和天线这三个关键参数,其中前面两个参数在我们模块出厂家时有测试过的,不合格的产品

天线阻抗匹配原理

天线阻抗匹配原理

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输。反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间,等等。例如,扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配,不匹配时,扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗,扩音机就处于过载状态,其末级功率放大管很容易损坏。反之,如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多,会引起输出电压升高,同样不利于扩,音机的工作,声音还会产生失真。因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。又例如,无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗值不一致,发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反射回来,产生驻波,严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。为了使信号和能量有效地传输,必须使电路工作在阻抗匹配状态,即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗,电路的输出阻抗等于负载的阻抗。在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件,由它们所组成的电路称为电抗电路,其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分析。 1.纯电阻电路 在中学物理电学中曾讲述这样一个问题:把一个电阻为R的用电器,接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上(见图1),在什么条件下电源输出的功率最大呢?当外电阻等于内电阻时,电源对外电路输出的功率最大,这就是纯电阻电路的功率匹配。假如换成交流电路,同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。 2.电抗电路 电抗电路要比纯电阻电路复杂,电路中除了电阻外还有电容和电感。元件,并工作于低频或高频交流电路。在交流电路中,电阻、电容和电感对交流电的阻碍作用叫阻抗,用字母Z表示。其中,电容和电感对交流电的阻碍作用,分别称为容抗及和感抗而。容抗和感抗的值除了与电容和电感本身大小有关之外,还与所工作的交流电的频率有关。值得注意的是,在电抗电路中,电阻R,感抗而与容抗双的值不能用简单的算术相加,而常用阻抗三角形法来计算(见图 2)。因而电抗电路要做到匹配比纯电阻电路要复杂一些,除了输人和输出电路中的电阻成分要求相等外,还要求电抗成分大小相等符号相反(共轭匹配);或者电阻成分和电抗成分均分别相等(无反射匹配)。这里指的电抗X即感抗XL和

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