基于藍牙技術(shù)的倒F型天線的設計(二)
圖3所示是一個網(wǎng)絡分析儀的原理框圖。在對倒F天線進行測量時,先由儀器發(fā)出掃頻信號,并將該信號通過輸出口送到被測設備,當信號通過設備后,再送回網(wǎng)絡分析儀。
由于待測設備的輸入阻抗與網(wǎng)絡分析儀的輸出阻抗不可能理想匹配,因而必然會發(fā)射一部分信號。這樣,網(wǎng)絡分析儀對輸出與輸入信號進行比較,即可得出待測設備的傳輸指標,如增益、插入損失、分配損失等;而對輸出和反射信號進行對比,則可得出待測設備的反射指標(如反射損耗等)。
在對倒F天線進行測試時,應先將高頻導線焊接到PCB上的天線測試點,然后再連接到網(wǎng)絡分析儀,并進行重新校準(3個mark點頻率分別為2.402 GHz,2.440 GHz與2.480 GHz),之后再焊接天線匹配元器件,然后利用網(wǎng)絡分析儀的Smith圖來測試天線參數(shù),并運用Smith圓圖進行軟件計算,以修改天線長度及匹配元件參數(shù)值,最終使天線網(wǎng)絡的阻抗、頻率、帶寬、駐波比,達到最優(yōu)化。
為了方便測量,可將一特性阻抗為50 Ω的同軸電纜的內(nèi)導體焊接在與天線饋電點相連的50 Ω微帶線上,而將外導體就近接在藍牙模塊的地上,同時在同軸電纜的另一端焊SMA接頭并連到Agilent網(wǎng)絡分析儀N3382A。這樣,通過網(wǎng)絡分析儀測得的Smith圓圖可知,經(jīng)過匹配網(wǎng)絡后的天線阻抗非常接近50 Ω?;負p10 dB時的帶寬約為90 MHz,可完全覆蓋藍牙所工作的ISM頻段(2.400~2.483 GHz),且其駐波比小于2,可以滿足藍牙無線電技術(shù)的要求。圖4所示是倒F型藍牙天線的測試結(jié)果圖。圖5給出了其天線匹配網(wǎng)絡的連接示意圖。
3 結(jié)束語
采用本文方法設計的藍牙倒F型天線結(jié)構(gòu)緊湊、高效,便于生產(chǎn),價格低廉,在藍牙協(xié)議規(guī)定的2.402~2.480GH工作頻段內(nèi),完全可以滿足藍牙天線的帶寬要求。同時,該天線設計靈活,加工容易,并可和射頻芯片組成獨立的射頻收發(fā)裝置,非常適合于短距離的無線通信系統(tǒng)使用。
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