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

PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 +金属补偿后的 AoA

PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 + 金属硬件设置是唯一一种 Phi 等于 0 时不用调节偏移即可使 AoA 等于零的硬件设置。在整个 –90° 至 90° 范围内,结果都不是线性的,为了平衡整个角度范围内的误差,当 Phi 等于 0 时,偏移设定为具有 7° 的误差。可以使用更好的补偿方法来改善结果,但本白皮书中仅实现了基本的最佳拟合线性补偿。表 4-3 展示了每个频率条件下使用的增益和偏移。

表 4-3 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 + 金属的补偿值
频率 (MHz) 通道 增益 偏移
2402 37 2.44 -2.55
2404 0 2.44 -2.12
2406 1 2.44 -2.87
2408 2 2.44 -3.07
2410 3 2.44 -3.16
2412 4 2.44 -3.28
2414 5 2.44 -3.22
2416 6 2.38 -2.71
2418 7 2.38 -2.92
2420 8 2.38 -2.92
2422 9 2.38 -2.21
2424 10 2.38 -3.15
2426 38 2.38 -2.55
2428 11 2.38 -2.68
2430 12 2.38 -3.11
2432 13 2.38 -2.82
2434 14 2.38 -2.74
2436 15 2.38 -2.74
2438 16 2.38 -2.66
2440 17 2.38 -2.44
2442 18 2.38 -2.37
2444 19 2.44 -2.65
2446 20 2.44 -2.37
2448 21 2.44 -2.62
2450 22 2.44 -2.5
2452 23 2.5 -2.68
2454 24 2.5 -2.35
2456 25 2.5 -2.4
2458 26 2.5 -2.62
2460 27 2.56 -2.4
2462 28 2.56 -2.33
2464 29 2.56 -2.53
2466 30 2.63 -2.66
2468 31 2.63 -2.32
2470 32 2.7 -2.37
2472 33 2.7 -2.93
2474 34 2.7 -2.72
2476 35 2.7 -2.3
2478 36 2.7 -2.3
2480 39 2.7 -2.43

图 4-22图 4-23 展示了未补偿误差和补偿后误差的差异。

GUID-0C47EE88-C051-48B2-BF2F-273A72EFAF00-low.png图 4-22 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 +金属未补偿时的 AoA 误差
GUID-F3E81639-22A7-48F6-9E2E-DB83928D08DB-low.png图 4-23 PCB + 射频吸收材料 + 镀锡铜箔 +金属补偿后的 AoA 误差

在补偿后,误差得到了极大的改善。根据频率,此硬件设置在 –90° 至 40° 和 70° 至 90° 范围内显示误差小于 10°。对于大多数频率,在 40° 到 65° 范围内存在相当大的误差。更好的补偿方法可以极大地改善该误差,同时仍保持 ±90° 的完整范围。图 4-24图 4-25 展示了未补偿时的 AoA 与补偿后的 AoA。

GUID-3701F7D4-2FEF-4D90-B613-0E4C78AD0C25-low.png图 4-24 PCB + RF 吸波材料 + 镀锡铜箔在所有低功耗蓝牙通道上未补偿时的 AoA 结果
GUID-4F700E18-EE3A-4D8A-BC48-0C12EB5753CA-low.png图 4-25 PCB + RF 吸波材料 + 镀锡铜箔 + 金属在所有低功耗蓝牙通道上补偿后的 AoA 结果