tag 标签: 射频

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  • 热度 3
    2024-3-3 15:18
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    分享一份华为关于射频天线匹配的设计机调试指导,做过相关的设计,觉得指导性比较强,可以供参考,也是很好的学习资料。 本文主要分享要点,如果觉得需要原件,可以百度搜索,资源很多,如果搞不到,可以私信我,发百度网盘链接。 1 整体介绍 1.1 概述 华为终端模块产品设计中, 虽然天线口与外接天线连接器 switch 都是按 50 ohm 设计的,但由于分布参数影响工艺上很难做到刚好都是 50 ohm,如果天线口与外接天线连接器 switch 的阻抗刚好能共轭匹配,将会获得最优的射频性能。所以在模板的天线与外接天线连接时要增加匹配网络,避免因射频通路上的阻抗不匹配而造成的反射和损耗,以致降低了射频性能。 本设计指南介绍了使用终端模块产品时, 射频天线口匹配的设计和调试方法。 2 仪器说明 2.1 所用仪器 我们这里用的矢量网络分析仪是 Agilent E5071C,当然也可选用其它型号的矢量网络分析仪。 Agilent E5071C 参数如下: 品牌: 美国安捷伦 Agilent 型号: E5071C | Agilent E5071C 描述: Agilent E5071C ENA 网络分析仪具有同类产品中最高的射频性能和最快的速度,并具有宽频率范围和全面的功能。它是制造和研发工程师们测试频率范围在 20GHz 以内的射频元器件和电路的理想解决方案。 Agilent E5071C ENA 网络分析仪新款 20 GHz 选件可将 E5071C ENA 系列网络分析仪的频率范围扩展至 20 GHz。新款 20 GHz 选件支持双端口(选件 2K5)和四端口(选件 4K5)两种配置,可用于测量各种成分,例如 WLAN、 WiMAX™、 UWB 或任何4G 技术中的无源器件的第三个谐波。 Agilent E5071C ENA 网络分析仪, 9 kHz 至 8.5 GHz/300 kHz 至 20 GHz。 123 dB 的动态范围(典型值)  极快的测量速度:全双端口校准时为 41 ms, 1601 点  低迹线噪声: 70 kHz 中频带宽(IFBW)处为 0.004 dB rms  Agilent E5071C ENA 网络分析仪集成的 S 参数测试装置  端口选项: 2 端口和 4 端口  平衡测量能力(4 端口选件) 3 模块天线口匹配参考原理图 3.1 模块天线口匹配参考原理图 华为模块天线口匹配参考原理图如下图所示: 图3-1 华为模块天线口匹配参考原理图 说明  匹配网络为 C1、 L1 和 C2 构成的∏型匹配, C3 为隔直电容。  匹配网络在布局放置时最好能靠近模块的天线焊盘。而从模块的天线焊盘到天线( 或天线SWITCH) 的走线总长度尽量短。  匹配网络中电容电感符号只是示意图, C1, L1 和 C2 的值要通过阻抗匹配调试来确定, 既可能是电容也可能是电感,当然也可能不用焊上器件( NC)。 4 天线口匹配调试 4.1 天线口匹配网络模型和网络参数 常见的二端口网络如下图所示: 图4-1 常见的二端口网络 a1 和 b1 分别为输入端口的入射波和出射波; a2 和 b2 分别为输出端口的入射波和出射波; Sij 表示网络散射参数的各个分量,其中 Sii 表示当所有其它端口接匹配负载时端口 i 的反射系数, Sij 表示当所有其它端口接匹配负载时从端口 j 到端口 i 的传输系数。 我们的天线口匹配就是如图 4-1 所示的一个二端口网络,而且具有互易性,即 S12 = S21。 4.2 天线口匹配调试 调试时,要先设定矢量网络分析仪的测试频率范围,显示模式用 smith(R+jX),然后用校准件进行校准, 最后在 ANT PAD 端口焊开口电缆, ANT 接 50 ohm 射频匹配负载,用矢量网络分析仪调试 C1, L1 和 C2 ,使 S11 参数在所用频带内收敛于 SMITH圆图圆心(50 ohm)处, 越收敛越好, 如图 4-2 所示。 图4-2 模块天线口匹配 S11 圆图 将 S11 参数在所用频带内收敛于 SMITH 圆图圆心(50 ohm)后,匹配已调试完毕,此时测量所用频点的 S12 值,作为线损补偿。测量 S12 时,显示模式最好选用幅值的对数模式 Log Mag 来读值,如图 4-3 所示。一般情况下选所用频带的中信道频点的S12 值作为插损。 图4-3 模块天线口匹配补偿值测量 把 Marker 功能打开, 在图 4-3 的左上方可以读得各 marker 点的 S12 值,其表示这段线路的插损,理论上其绝对值越小越好。
  • 热度 4
    2023-10-11 15:48
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    本文将涵盖一些天线的相关术语(也适用于接收器、发射器和收发器,以及任何与RF相关的器件)。 分贝 分贝是以对数刻度表示一个值与另一个值之比的测量单位。在音频领域,分贝(dB)是用来衡量声音强度的单位。RF应用还会使用不同形式的分贝,如dBA、dBm(有时只写作dB)、dBi和dBV。由于dB是“无单位”的,所以在讨论特定值时会添加某些后缀。以下列出了各单位的用途: dBA: 代表分贝放大器,在测量RF应用中的电流幅度时使用。 dBm或dB: 这两个单位在描述RF应用中的功率(瓦特)时经常使用。“m”通常表示前缀“milli”。通常,RF功率测量值不会很高(取决于应用),因此dBm往往更常见。 dBi: 该测量特定于天线的方向增益。 dBV: 代表分贝伏特,在测量RF应用中的电压幅度时使用。 频率范围 频率范围是天线工作的有效频率。通常会指定最小频率和最大频率。该组件能够在此范围内以不同的“效率”进行接收或发射,具体取决于中心频率。天线如果具有宽带能力,也可以列出几个频率范围。 中心频率 中心频率是天线产生或传递最大信号强度(更佳增益)的位置。一些天线具有多个中心频率,它们可能可以进行宽带通信。在开发应用时,你无需匹配中心频率,有时甚至无法获取精确频率。最好靠近中间的位置,因为这样的性能更佳。 带宽 带宽是频率范围的总宽度。天线额定的最大频率减去最小频率等于其带宽。例如,如果天线的最小频率为1MHz且最大频率为50MHz,则总带宽为49MHz。无法仅依据带宽数值来推测频率范围。在已知带宽的情况下,还需要知晓最小额定值或最大额定值才能推导出另一个额定值。 带通和带阻 这两个术语是相关的:带通和带阻。它们通常适用于“通过”或“抑制”频率范围的特殊滤波器。研究RF滤波器时经常使用波特图,其中X轴表示不断增加的频率(通常以对数刻度表示),而Y轴通常表示以dBV(分贝伏特)为单位的信号幅度。以下面我绘制的带通信号波特图为例(忘了注明,两张图的Y轴均使用dBV): 请注意 , 这并不是大多数器件所使用的典型频率范围 , 而且 X 并不是对数刻度 , 我只是借助一个较小的范围来进行说明。 根据低端在810Hz左右截止、高端在777kHz左右截止的滤波器,我标记了哪些频率会保持在1V(0dBV)左右。该滤波信号的带宽约为776,190Hz(即776.19kHz),而所有其他频率的幅度都将急剧降低(衰减)。相反的滤波器称为带阻: 某些应用有时需要抑制某些频率。对于RF组件,你会发现与这些极为相似的图(波特图)。 那么为什么要使用这些图形呢?如果是连续的正弦波,频率和幅度在不同的点上增长,那么看起来会相当乱。 带通图如上图所示,如果是频率增加的正弦波,则随着频率的增加,它会变成一团乱七八糟的竖线。 宽带 该术语经常用来描述互联网连接,但它其实也是一个通用术语。具有宽范围频率以及数个中心频率的天线称为宽带天线。 增益 增益可以在没有背景的情况下描述几个属性,但它通常描述某种信号属性的增加。如果是天线,则增益并不是增加的功率(天线无法提高功率),而是一种“定向增益”。由于设计原因,天线产生的信号具有方向性。增益高并不总是有益的,如果不希望信号固定在特定方向上,则需要降低增益。方向增益取决于应用,这就是有些天线具有负增益(损耗)的原因。如果是滤波器或升压信号,则增益可应用于其他测量单位。你也可以增加功率、电流和电压,但这需要借助一定的外部电源才行。 回波损耗 回波损耗是天线接收和抑制的频率之比。 VSWR VSWR 表示电压驻波比。驻波表示不被接收器接收并在传输线上反射回来的功率。VSWR是无损耗线路上最大电压与最小电压之比。驻波高度依赖于传输线、接收器和发射器的阻抗。 阻抗 阻抗是电抗和电阻的组合。电抗也以欧姆为单位进行测量,但完全取决于信号的频率。 来源:digikey.
  • 热度 2
    2023-9-28 09:24
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    模块数字化仪,能够以16 bit高分辨率采集2 GHz带宽的RF信号,能够使用许多RF和较低频率微波的测试。本文重点介绍使用虹科数字化仪进行RF测量相关内容。 高数据通量测试 基于多通道PCIe的数字化仪,可以以高达12.8 GBytes/s的速度传输数据,从而在计算机内轻松快速地进行处理。数字化仪可以存储非常庞大的信号数据,可用于采集后分析。 电路设备故障排查 如果您要测量、分析或处理信号数据,数字化仪和计算机的紧密结合使它们成为使用商业或定制分析软件处理大量数据的首选仪器。故障排查需要其他台式仪器的交互式查看,虹科数字化仪可以进行自动化信号表征。 多通道同步采集 数字化仪每个卡有多个通道,每个系统有多个卡,所有这些卡都是完全同步的。M4i系列等模块化平台可以扩展模拟或数字通道数量,以及模拟波形生成功能。这些特性使数字化仪成为多输入多输出(MIMO)研究以及多信道通信系统中的理想选择。 RF测量数字化仪选型 射频测量需要具有三个关键特性的数字化仪。第一个是 带宽 。数字化仪必须支持与预期测量相匹配的频率范围。其次是 分辨率 ,它决定了测量的动态范围。最后主要考虑的是 数据传输速度 ,这会影响测量数据更新率。下表总结了几种可能用于射频应用的虹科数字化仪的特性。 添加图片注释,不超过 140 字(可选) 数字化仪中的每一个都使用数据传输速率高达12.8 GBytes每秒的PCIe x16接口或数据传输速率达3.4 GBytes每秒的PCIe x8接口与电脑主机连接。其他型号的虹科数字化仪也可以根据项目需求提供更适中的传输速率。 RF动态范围测量示例 数字化仪型号选择由应用场景所决定。 动态范围是指信号能够表示的最大幅度与最小幅度之间的差异。 如果被测信号最高与最低振幅的比率较小,选用较低分辨率的数字化仪即可,例如表征具有低的动态范围要求的雷达发射信号。另一方面,如果信号具有高振幅分量和低振幅分量的混合,则需要更高的分辨率。软件定义无线电(SDR)和回波定位(如雷达)等应用需要具有大动态范围的数字化仪。下图显示了将一个简单天线信号连接到虹科SBench6软件显示和处理的虹科M4i系列数字化仪输入端所获得的波形。显示了波形的时域和频域视图。这是高动态范围RF信号的一个例子。 添加图片注释,不超过 140 字(可选) 以上为如何使用高速数字化仪进行RF测量(一)的主要内容,在下一章德思特将为大家介绍多通道采集分析正交调制信号、RF频率响应测量等内容。
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    2023-8-28 12:04
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    什么是RTK? 实时动态载波相位差分技术(RTK)是通过测试来纠正当前卫星导航(GNSS)系统常见误差的应用。RTK定位基于至少两个GNSS接收机——参考站和一个或多个流动站。 参考站在可视卫星中获取测量数据,然后将这些数据和它的位置一起广播给流动站。流动站收集卫星的测量数据,并将其与参考站数据一起处理,估计其相对于参考站的位置。 GNSS载波相位信号是通过RTK实现厘米级定位精度的关键。载波相位测量就像从参考站和流动站的天线到卫星的精确磁带测量。在接收器中,载波相位测量是以毫米级精度进行的。尽管载波相位测量是高度精确的,但它们包含一个未知的偏差,称为整数周期模糊性或载波相位模糊性。流动站必须在开机时解决或初始化载波相位模块,并且在每次卫星信号中断时解决。 ​ 支持的消息格式 RTCM3.3 RTCM3.3(也称为RTCM 10403.3,差分GNSS服务(版本3))由国际海运事业无线电技术委员会(The Radio Technical Commission for Maritime Services)制定,描述了差分修正数据传输的协议,允许GNSS接收机以更高的精度计算其位置。 RTCM3.3信息中包含的数据包括由参考站进行的载波相位和伪距测量。参考站是一个GNSS接收器,它像通常的接收器一样处理GNSS信号,但位置是预先知道的,且具有出色的精度。RTCM3.3数据从参考站传输到另一个GNSS接收器("流动站"),使该接收器能够补偿其测量误差,从而提高其定位精度。 Skydel⽀持的 RTCM3 消息: 1006(基站位置消息) 1033(接收机和天线描述) MSM3消息【Multiple Signal Messages:多信号电文组】: 1073((MSM3 GPS) 1083 (MSM3 GLONASS) 1093 (MSM3 Galileo) 1123 (MSM3 BeiDou) 1113 (MSM3 QZSS) 1133 (MSM3 IRNSS) MSM7消息: 1077 (MSM7 GPS) 1087 (MSM7 GLONASS) 1097 (MSM7 Galileo) 1127 (MSM7 BeiDou) 1117 (MSM7 QZSS) 1137 (MSM7 IRNSS) NTRIP NTRIP(RTCM通过互联⽹协议的⽹络传输)是⼀种⽤于通过⽹络(包括互联⽹)传输RTCM数据的协议。 NTRIP(通过NTRIP协议将RTCM3数据流式传输到客⼾端)。能够将RTCM3数据写⼊⼆进制或⼗六进制⽂件。 RTCM插件 虹科Safran Skydel RTCM插件允许模拟来⾃基站的RTCM 3.3消息,⽆需为基站接收器⽣成真实的射频信号。RTCM消息可以通过串行端⼝连接或NTRIP从Skydel应⽤程序流式传输到流动站接收器,其中,需要应⽤程序的两个实例来模拟基站和流动站的GNSS星座,但只有⽤于流动站的实例需要连接到接收器的真实射频输出,而⽤于基站仿真的实例可以配置为使⽤“NoneRT”输出。 在后续版本中可能会添加⼀种新模式,在没有RF硬件的情况下为基站仿真提供更好的性能。Skydel实例必须使⽤“同步模拟器”功能进行同步,以模拟相同的时间和相同的卫星轨道。RTCM插件允许RTCM3数据流式传输到串行端⼝(COM 端⼝)或使⽤NTRIP协议的⽹络。根据选择的RTCM3输出类型,可以使⽤不同连接⽅案。 串口连接 ⼀般来说,如果想将RTCM3消息流式传输到串行端⼝并同时能够观察接收器状态(位置解决⽅案),将需要⾄少具有两个接⼝的接收器, ⼀个⽤于RTCM3消息,另⼀个⽤于NMEA(或其他)协议输出。 ​ NTRIP连接 如果想使⽤NTRIP传输RTCM数据,需要有NTRIP客⼾端软件来与插件中的NTRIP caster通信。NTRIP客⼾端可以是专⻔的NTRIP软件,来⾃接收器供应商的软件,或者NTRIP客⼾端可以嵌⼊到具有⽹络接⼝的接收器中。 使⽤NTRIP通信软件的虹科Safran Skydel RTCM设置 GNSS接收器包含嵌⼊式NTRIP客⼾端时的测试设置 在下期文章中,我们将为大家展示RTK使用实例,如何通过两种不同的方法来模拟RTCM的使用。
  • 热度 6
    2023-8-14 10:41
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    ​ 暴雨来袭 超强台风“杜苏芮”是2023年太平洋台风季第5个被命名的台风,在我国东南沿海地区造成了巨大的影响,在7月28日登录福建省晋江市时,“杜苏芮”中心附近最大风力15级,达到了超强台风的等级;福州市区、闽侯、莆田市区、仙游、泉州南安日降雨量超过1961年以来历史极值记录;莆田市区日降雨量破全省国家观测站最大日降雨量历史纪录。据新华网报道,截至29日21时,台风“杜苏芮”已造成福建全省145.45万人受灾,紧急避险转移36.3万人,紧急转移安置15万人,直接经济损失30.53亿元。 ​目前,台风“杜苏芮”已于28日22时离开福建省,29日11时减弱为热带低压,并停止编号。连日来,福建省各级各部门连续作战,全力防抗台风带来的灾害,各地人民群众的生产生活秩序正有序恢复。截至29日19时,福建省通信部门派出应急保障人员7590人次,抢修车辆2.96万辆次、发电油机3989台次、通信设备1255台,发送预警短信3.44亿条。而29日起,华北、黄淮等地也遭受强降雨影响,部分地区发生严重洪涝和地质灾害。 台风是如何形成的 台风的形成是一个复杂的过程,需要多种因素相互作用,才能形成一个强大的台风系统。台风只在赤道附近的热带地区形成,通常位于纬度8°至20°之间,因为这些地区的地转偏向力与压强梯度力相平衡,有利于形成旋转的气旋;而海水温度超过26.5摄氏度是台风形成的基本要求,热带海洋表面的温暖水体会蒸发形成大量的水蒸气,随后水蒸气上升并冷凝成云,释放出的潜热是台风获得能量的重要途径。此外,台风的形成通常需要一个初始扰动,这可以是一阵对流云团、气旋风暴或其他大气异常,一旦这个扰动开始旋转并得到足够的能量,它就可以逐渐发展成台风。 一旦台风形成并进入发展阶段,它的路径和强度受到大气环流、地形和其他气象条件的影响。气象学家通过气象卫星、风力计、气象雷达等工具来监测和预测台风的活动,以便提前预警并采取防灾措施。 ​台风是自然灾害中最具破坏性的气象现象之一,曾经有一些台风造成了重大伤亡和严重的破坏。比如2005年的飓风卡特里娜给美国路易斯安那州、密西西比州及阿拉巴马州造成灾难性的破坏,整体造成的经济损失可能高达2000亿美元,至少有1833人丧生,成为美国史上破坏最大的飓风。 而2013年的超强台风“海燕”强度极端、致灾极重,灾情遍及菲律宾、越南、中国等多地,其中造成中国30人死亡、6人失踪,经济损失45.8亿元人民币。2014年的超强台风威马逊,在登陆海南省文昌市时的强度达到70米/秒,成为有气象记录以来登陆中国的最强台风。对菲律宾、中国等多地造成严重灾害,各地总计至少225人死亡,经济损失至少达80.8亿美元。 台风的破坏力和影响因多种因素而异,包括台风的强度、路径、登陆地点、受灾地区的人口密度、防灾措施等。当台风来临时,强大可靠的通信尤为重要,不仅能够为救援指挥与协调提供及时的灾情信息、调度救援队伍和物资,还可以为受灾地区的居民和民众传递包括受困位置、预警信息、疏散指示、求助信息在内的灾情信息。所以为了应对最具挑战性的环境,需要天线在紧急网络中断时提供网络冗余和连接安全性,以便抢险救援工作顺利进行,减轻台风造成的灾害影响,保障人民生命和财产安全。 解决方案 虹科HK-LGMQM4-7-38-24-58天线可以满足相关部门在紧急网络中断期间对网络冗余和连接安全的需求。它通过将四个LTE元件集成在一个外壳中,能够处理双载波并提供故障转移支持。曾在2018年,美国梅萨消防和医疗部门经历了一次长达17小时的商业网络中断,在此期间,消防车无法接收调度信息,工作人员无法访问患者信息。这一事件证明了拥有强大且冗余的通信系统对于公共安全运营的重要性。 ​为了解决这个问题并改善宽带冗余,梅萨消防和医疗部门等公共安全机构采用了虹科天线与路由器组合方案,该路由器配备两张SIM卡,一张用于FirstNet (AT&T) 网络,另一张用于 Verizon网络。这一方案成功实现了网络冗余的目的,在紧急情况下,当一个网络连接遇到问题时,另一个网络可以随时接管并提供服务。这种无缝故障转移功能使该部门能够在两个网络上保持可靠的蜂窝覆盖,确保关键操作期间的连续通信和数据连接。虹科天线为紧急通信网络带来了对安全故障转移连接的能力,即使在不利条件下,在不同运营商之间切换并保持网络连接对于公共安全机构至关重要。拥有强大且可靠的通信解决方案可确保急救人员能够有效执行任务并在紧急情况下提供及时援助。虹科HK-LGMQM4-7-38-24-58天线为下一代车载LTE路由器而设计。它是一款优质的薄型MiMo天线,可为 LTE、WiFi和GPS/GNSS应用提供可靠且高性能的连接。 多个天线元件: 天线配备多达九个隔离天线组件,确保稳健、高效的信号接收和传输。 LTE覆盖: 四个超宽带LTE单元覆盖698-3800MHz的宽频率范围,使其兼容各种LTE网络和频段。 WiFi覆盖: 四个双频WiFi组件覆盖2.4-6.0GHz频率,实现不同频段WiFi网络的无缝连接。 GPS/GNSS功能: 该天线采用高性能GPS/GNSS天线和集成的26dB增益低噪声放大器(LNA),提高了GPS定位的准确性和可靠性。 非金属表面兼容性: 即使安装在非金属表面上也能保持高水平的性能。此功能提供了安装选项的灵活性,并确保在各种车辆应用中保持一致的性能。 耐用性和可靠性: 该天线可以在具有挑战性的环境条件中使用,适合户外和车载应用场景。 可满足汽车和运输行业对可靠和高速连接日益增长的需求。它可实现车辆内的数据通信、互联网接入和GPS导航,有助于增强用户体验并提高运行效率。 ​
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