ZHCACQ1A july   2019  – june 2023 CC2640R2F-Q1 , CC2642R , CC2642R-Q1

 

  1.   1
  2.   蓝牙到达角 (AoA) 天线设计
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2到达角天线设计注意事项
    1. 2.1 天线间距
    2. 2.2 射频开关注意事项
  6. 3偶极天线阵列
    1. 3.1 偶极天线的优缺点
    2. 3.2 角度测量平面
    3. 3.3 PCB 实施
    4. 3.4 两个偶极阵列测试结果
      1. 3.4.1 总辐射功率 (TRP)
      2. 3.4.2 测量天线 1 和 2 的相位差
        1. 3.4.2.1 裸 PCB
        2. 3.4.2.2 PCB + 射频吸收材料
        3. 3.4.2.3 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔
        4. 3.4.2.4 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 + 金属
      3. 3.4.3 相位差与距离间的关系
  7. 4根据 IQ 测量计算 AoA
    1. 4.1 偶极天线阵列未补偿时的到达角结果
      1. 4.1.1 裸 PCB 未补偿时的 AoA
      2. 4.1.2 PCB + 射频吸收材料未补偿时的 AoA
      3. 4.1.3 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔未补偿时的 AoA
      4. 4.1.4 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 +金属未偿时的 AoA
    2. 4.2 偶极天线阵列补偿后的 AoA 结果
      1. 4.2.1 具有补偿功能的裸 PCB AoA
      2. 4.2.2 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔补偿后的 AoA
      3. 4.2.3 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 +金属补偿后的 AoA
      4. 4.2.4 硬件设置补偿结果比较
  8. 5参考文献
  9. 6修订历史记录

3.1 偶极天线的优缺点

偶极天线在 AoA 应用中有两大优点和一个缺点。第一个优点是偶极天线具有恒定的相位中心，始终位于馈电点（天线中间）。这一点很重要，因为天线不会因相位中心移动而增加任何相位误差。第二个优点是，偶极天线在自身的轴方向上不接收或发送射频功率。因此，即使天线彼此靠近（相位中心 <½ λ），天线耦合也很少。图 3-1 展示了偶极天线的辐射方向图和相位中心。

GUID-34838225-36AE-4C1F-95F8-4E3F1585D456-low.gif图 3-1 偶极天线的辐射方向和相位中心

偶极天线的主要缺点是它是差分天线，需要与地隔离。此要求与低功耗蓝牙接收器的接地平面直接冲突。如果接地平面离天线太近，则天线会相当于发生短路，因为接地平面会反射传入波。但是，如果接地平面离得更远，它仍会将射频功率反射回天线并降低其效率。

GUID-CA47F19E-936C-4F6B-AB1A-CCEB229E63A4-low.gif图 3-2 具有 GND 平面时的边界电流

为了解决接地平面问题，实施了波纹接地平面。波纹接地平面通过使边界电流偏移 ½ λ，将反射相位每个手指移动 180°，从而消除边界电流。因此，每个分段会消除相邻分段的影响，最终结果是零电流和同相反射，如图 3-3 所示。

GUID-C38CE69E-6FD3-4F17-9342-8D0899566E22-low.gif图 3-3 具有波纹 GND 平面时的边界电流