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

天线间距

两个接收天线的相位中心必须相距不超过 ½ λ(最大相位差 180°),以便轻松确定哪个天线更靠近发送器。在双天线系统中,每个天线轮流测量相位。相位测量完成后,天线之间的相位差用于计算 AoA。如果差值大于 180°,则可能是错误地解释了真正的相位差。图 2-1 展示了低功耗蓝牙发送节点与天线阵列(天线相位中心相距 ¾ λ)呈 180° 的示例。

GUID-60662157-1049-44D1-8ADB-302946F549C7-low.gif图 2-1 具有 ¾ λ 间距的天线阵列

天线 1 的测量值为 0°,天线 2 的测量值为 270° (–90°),因此相位差为 270°。但是,如图 2-2 中的相位图所示,相位差可能会被错误地解释为从 270° 到 0° 相差 90°。

GUID-6EF57973-0E0B-4B83-941E-0D65845E1162-low.gif图 2-2 天线间距为 ¾ λ 时的相量图示例

通过确保天线间距最大为 ½ λ,相位差范围会始终为 0° 至 180°(或 –180°),并且在确定哪根天线更靠近发送节点时也不会出现问题,因为不管是正相位差还是负相位差,最小相位差始终正确,如图 2-3 所示。

GUID-D05667F3-90FB-4ABB-AC95-61FF3B5AD181-low.gif图 2-3 天线间距 ≤½ λ 时的相量图

如果天线阵列设计在蓝牙频谱 (2.44GHz) 的中心,则天线间距必须小于或等于 61.5mm。因此,天线耦合可能会成为影响天线阵列效率的问题。