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

4.1 偶极天线阵列未补偿时的到达角结果

这里使用方程式 4 计算并绘制出了到达角。与 节 3.4.2中的图形类似，x 轴 (Phi) 是 PCB 面向发送器的实际角度，y 轴是多相测量得出的多个到达角的平均值。此外，频率越低，迹线中黄色越多，而频率越高，迹线中红色越多。理想的结果显示计算出的 AoA 等于 Phi，并且图形显示了一条完美的线，表明所有频率下 Phi 等于 AoA。所有 AoA 与 Phi 间的关系曲线图均以这条线为基准。

GUID-09675FDA-7C40-41F4-B76D-58579B119D13-low.png图 4-3 理想的 AoA 结果

图 4-4 展示了全部四种不同设置的结果：顶部是裸 PCB，第二个是 PCB + 射频吸收材料，第三个是 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔，而底部是 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 + 金属。

GUID-D32E4F2E-992E-4986-9C3B-DCEE7F4D8771-low.png图 4-4 所有硬件在所有低功耗蓝牙通道上的 AoA 结果

裸 PCB 的测量值最接近真实的 AoA，但随着角度接近 ±90°，误差较大。不过，PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 + 金属设置在最宽的角度范围内具有线性度最高的结果。图 4-5 展示了计算出的 AoA 与实际角度 Phi 的误差。

GUID-D67527D5-F0F2-42FD-9107-FE3A5E24C63E-low.png图 4-5 所有硬件在所有低功耗蓝牙通道上的 AoA 误差结果

在解释数据时，最好是具有一致的误差，因为这可以进行补偿，如节 4.2 所示。请注意，PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 + 金属具有最一致的误差，但需要补偿以提高整体性能。在没有补偿的情况下，裸 PCB 对应的误差最小，结果最准确。以下各小节重点介绍了每个测试设置的未补偿 AoA 结果与实际 AoA 之间的关系。