详解天线如何接在射频电路？

一 基本原理

射频模块的天线输出口ANT端，可以被称为Source端，天线可以被称为Load端，而我们所要匹配的线路乃是Source端到Load端之间的走线。因为最理想的情况下，一般射频模块Source端输出阻抗为50欧（具体实际阻抗必须详看模块datasheet），传输线的阻抗也为50欧姆，负载Load端的阻抗也为50欧姆，这样就可以使的source端的能量完全通过天线辐射出去，不会在传输线中产生损耗。但是实际情况由于板材的介电常数、布线线宽、铜箔厚度等因素，未必会使得Source端到Load端的传输线阻抗为50欧姆，所以通常会在Source端到Load之间留有Π网络，以便进行阻抗匹配。

二 天线匹配步骤

1. 首先在射频模块的ANT脚包上一层青稞纸，防止测试的时候同轴电缆的信号馈线与模块的ANT脚形成电气连接，影响测试的准确性，然后同轴电缆的馈线焊接在模块对应封装上的ANT脚PAD上，紧接着把对地的两个器件去掉，串联器件使用精度为1%的电阻替代，天线焊接上，然后用矢量网络分析仪连接同轴电缆，测试传输线最原始的阻抗，接下来才利用Smith chart匹配元件，把阻抗传输线阻抗匹配到50欧姆。（注意，在焊接串联0R电阻时，不能使用焊锡直接短路，因为从高频上看，利用焊锡短路这种方式，会有寄生效应，使得测出来的原始阻抗不准）

2. 校准矢量网络分析仪，进行阻抗测试，比如我们举个例子，如果测试的负载在470Mhz（比如470Mhz是射频模块发送的中心频点）上原始阻抗在（40.3+j13），接下来我就要用smith chart，将在470Mhz的阻抗匹配到50欧姆。也就是通过Z1,Z2,Z2把阻抗由（40.3+j13）欧姆，匹配到50欧姆。首在Smith chart上找到40.3+j13这个点。

3.通过采用在史密斯圆图上并联电容，串联电容，并联电感，串联电感的方式，把原始阻抗点匹配到50欧姆，也就是红色大圆和蓝色大圆的交界点。

下图为串联电感，串电容，并电感，并电容的轨迹图。

4. 最终通过并联一个34.8nh，串联一个10.4pf的电容，使得把40.3+j13的阻抗匹配到50欧姆。

5.有时候我们匹配到的器件参数值，市面上很难有相对应的器件，此时，我们就要选择相接近的参数值。把所匹配到器件值上到对应的位置，需要用矢量网络分析仪再次去验证，根据实际结果，再次进行器件值微调整。

审核编辑：汤梓红