LC諧振濾波在LoRa射頻電路中的應(yīng)用

一、LC諧振頻率計(jì)算以及仿真

LC諧振頻率計(jì)算公式：
??①在LoRa射頻電路中，LC諧振電路常用來(lái)濾除二次和三次諧波，以下為L(zhǎng)oRa射頻參考電路：

??LoRa二次諧波主要靠紅圈位置電容電感并聯(lián)產(chǎn)生的諧振頻率來(lái)濾除，9.5nH和3.0pF并聯(lián)諧振頻率計(jì)算：

??并聯(lián)諧振電路以及S參數(shù)仿真圖如下：

??并聯(lián)諧振產(chǎn)生的插損（<-30dB）帶寬在15M，帶寬范圍比較窄，在調(diào)試過(guò)程中，盡量讓諧振頻率落在LoRa頻段（例如470M~510M）二次諧波開始位置，也就是470M二次諧波940M位置，如果諧振頻率太靠前會(huì)導(dǎo)致510M二次諧波偏高，可能會(huì)通過(guò)后續(xù)濾波進(jìn)行壓制；太靠后會(huì)導(dǎo)致470M諧波偏高，而且該位置諧波突變比較大，基本沒(méi)有有效的方法進(jìn)行壓制。
??②通過(guò)左右兩側(cè)并聯(lián)電容（C8,C9）來(lái)進(jìn)一步提高對(duì)諧振頻率右側(cè)的壓制，并減小LoRa頻段（470MHz）的回波損耗，S參數(shù)仿真圖如下：

??在實(shí)際調(diào)試中，增大兩個(gè)并聯(lián)電容會(huì)提高LoRa的發(fā)射功率，但同時(shí)也會(huì)惡化二次諧波，所以在調(diào)試過(guò)程中進(jìn)行折中考慮，保證兩者都符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
??③電感（L4）和電容（C7）并聯(lián)構(gòu)成一個(gè)低通濾波，來(lái)抑制高次諧波，S參數(shù)仿真圖如下：

??應(yīng)用到射頻通路中的S參數(shù)仿真圖如下：

??④但是在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中以上射頻電路無(wú)法達(dá)到預(yù)期的調(diào)試結(jié)果，二次諧波還會(huì)有超標(biāo)的情況，這就會(huì)在射頻開關(guān)之后增加一級(jí)濾波來(lái)抑制二次諧波，但同時(shí)會(huì)增加射頻通路的回波損耗，降低發(fā)射功率。
??以上只是理想狀態(tài)下的仿真結(jié)果，僅做參考，下圖為L(zhǎng)R36實(shí)際調(diào)試后結(jié)果：

??上圖可以看出LC諧振頻率在940M左右，940M之前頻率諧波變化較大，所以調(diào)試過(guò)程中需要注意諧振頻率的選擇。

二、開發(fā)總結(jié)

1、電感（L3）和電容并聯(lián)產(chǎn)生諧振頻率來(lái)壓制二次諧波；
??2、調(diào)整并聯(lián)電容（C7、C8、C9）來(lái)微調(diào)功率和諧波，根據(jù)實(shí)際測(cè)試，C8，C9對(duì)發(fā)射功率影響比較大；
??3、電感（L4）對(duì)高次諧波的抑制不明顯，電容（C6）也會(huì)參與匹配加隔直作用，但增大或減小匹配效果也不明顯，所以這個(gè)兩個(gè)器件基本不會(huì)進(jìn)行調(diào)試；
??4、如果諧振頻率對(duì)二次諧波抑制較差，可嘗試在射頻開關(guān)之后增加一級(jí)濾波進(jìn)一步抑制二次諧波；

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審核編輯黃宇