詳解天線如何接在射頻電路？

一 基本原理

射頻模塊的天線輸出口ANT端，可以被稱為Source端，天線可以被稱為Load端，而我們所要匹配的線路乃是Source端到Load端之間的走線。因?yàn)樽罾硐氲那闆r下，一般射頻模塊Source端輸出阻抗為50歐（具體實(shí)際阻抗必須詳看模塊datasheet），傳輸線的阻抗也為50歐姆，負(fù)載Load端的阻抗也為50歐姆，這樣就可以使的source端的能量完全通過天線輻射出去，不會在傳輸線中產(chǎn)生損耗。但是實(shí)際情況由于板材的介電常數(shù)、布線線寬、銅箔厚度等因素，未必會使得Source端到Load端的傳輸線阻抗為50歐姆，所以通常會在Source端到Load之間留有Π網(wǎng)絡(luò)，以便進(jìn)行阻抗匹配。

二 天線匹配步驟

1. 首先在射頻模塊的ANT腳包上一層青稞紙，防止測試的時候同軸電纜的信號饋線與模塊的ANT腳形成電氣連接，影響測試的準(zhǔn)確性，然后同軸電纜的饋線焊接在模塊對應(yīng)封裝上的ANT腳PAD上，緊接著把對地的兩個器件去掉，串聯(lián)器件使用精度為1%的電阻替代，天線焊接上，然后用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀連接同軸電纜，測試傳輸線最原始的阻抗，接下來才利用Smith chart匹配元件，把阻抗傳輸線阻抗匹配到50歐姆。（注意，在焊接串聯(lián)0R電阻時，不能使用焊錫直接短路，因?yàn)閺母哳l上看，利用焊錫短路這種方式，會有寄生效應(yīng)，使得測出來的原始阻抗不準(zhǔn)）

2. 校準(zhǔn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，進(jìn)行阻抗測試，比如我們舉個例子，如果測試的負(fù)載在470Mhz（比如470Mhz是射頻模塊發(fā)送的中心頻點(diǎn)）上原始阻抗在（40.3+j13），接下來我就要用smith chart，將在470Mhz的阻抗匹配到50歐姆。也就是通過Z1,Z2,Z2把阻抗由（40.3+j13）歐姆，匹配到50歐姆。首在Smith chart上找到40.3+j13這個點(diǎn)。

3.通過采用在史密斯圓圖上并聯(lián)電容，串聯(lián)電容，并聯(lián)電感，串聯(lián)電感的方式，把原始阻抗點(diǎn)匹配到50歐姆，也就是紅色大圓和藍(lán)色大圓的交界點(diǎn)。

下圖為串聯(lián)電感，串電容，并電感，并電容的軌跡圖。

4. 最終通過并聯(lián)一個34.8nh，串聯(lián)一個10.4pf的電容，使得把40.3+j13的阻抗匹配到50歐姆。

5.有時候我們匹配到的器件參數(shù)值，市面上很難有相對應(yīng)的器件，此時，我們就要選擇相接近的參數(shù)值。把所匹配到器件值上到對應(yīng)的位置，需要用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀再次去驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)際結(jié)果，再次進(jìn)行器件值微調(diào)整。

審核編輯：湯梓紅