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CC2650开发板DIY之二——射频天线部分

时间:10-02 整理:3721RD 点击:


CC2650开发板DIY之二——射频天线部分
1、CC2650是一款结合射频技术的SoC,在不少技术方案中,都是采取把MCU和射频部分分离的方式。对于CC2650,把射频部分结合在芯片内,其实是双芯,一个是对外开放的M3,另外一个是专门处理RF的M0芯片,但是不对外开放,不能由程序访问的MCU。
射频设计需要很好的专业技术,测试工具,以及应用经验。对我们来说实在是Mission Impossible,好在TI提供了众多的技术方案和详细的说明文档。
天线有3种,PCB天线,单独的天线,和特殊的天线芯片。单独的电线信号好,但是要占用空间;有一种特殊的板载天线芯片很小,和晶振大小差不多,适合更紧凑的设计;更普遍的是用PCB天线,在制版时就一并完成,最省。
2、CC2650工作在2.4GHz的ISM波段,因此,所有适用于2.4GHz的天线都可以用在设计中。经过对比,反F型天线应该是最适合本设计的部分。
2.1 PCB天线设计需要最小15.2 x 5.7 mm的空间,实现50 ohm的阻抗匹配。具体见下图,



设计中采用要PCB天线时,必须要按照这个图原样绘制。记住,是必须。至于为什么,某也是搞不懂的。应该是轻微的改变对于射频的空间辐射场和发送效果影响非常大,主要是在2.4GHz的高效发射区间,带宽是比较窄的,如果导致稳定发射功率区间偏离过多时,会严重影响其效能。下图显示了一种对比情况下发射功率的分布曲线,可以看到陡度是很大的。




反F天线在平面空间也不是均衡分布的,是一个双哑铃形状的分布空间,这个空间还是比较均匀的,在腰部没有出现特别明显的低发射区域,也就是可以理解,发射能量和方向还是有比较大的关系的,如果完全是均匀的,那么这个是不大受影响。

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2.2 关于接地层。
在对应的PCB天线的背面,不能有接地层。接地层的存在,严重改变磁场的空间分布和发射特性,这个也是要原班照抄的。
另外,PCB板基层的厚度也是对RF有影响的,不过相比接地层来说,影响有限,因此普遍不做更详细的比较。
2.3 天线设计的微调。
在TI的文档中,提出在特定情况下,如安装在盒子中等情况,可以微调天线长度,以保证RF性能的稳定和最优。可调整的长度是上图的L1部分,缩短就可以提高发射频率,增大就增大发射频率。

3、其他。
3.1 板载天线需要要在MCU的射频输出端经一个负载平衡线路来保证输入阻抗和天线阻抗匹配,有厂家推出专用的芯片(巴伦)来实现这个匹配功能,使用起来更方便。在DIY的过程中,需要把参考设计的这部分照抄。
3.2 由于蓝牙信号传输距离短,如果希望增强信号,增大传输距离,TI还有一个很好的选择,就是再经过一个射频收发的放大回路,这个集成在CC2590中实现,因此,如果需要,可以再增加一级CC2590增强信号收发能力。据称传输距离在空旷地区最大可以拓展到100米或者5层办公室的实体墙。

3.3 虽然分析了这么多,其实只有一个结论,就是如果有参考设计,那么就不能修改,一定要照抄,一定要照抄,一定要照抄。重要的话说三遍。这里说这么多就是知道了为什么不能自由发挥的原因,和大家分享。

加油

非常不错,还有其他形状的天线.

楼主非常厉害,全部自己弄啊。。加油!支持楼主!无知的观众只剩下鼎力支持了。

请问:哪有大功率、SMA外接天线的CC2650模块?
因需防爆、远传(如TiCC2650+CC2592链路预算122dB的模块)

请问PCB板的厚度是1.6mm吗?几盎司呢?

在硬件设计手册中有建议的详细参数,但是从厚度讲,其实关系不是特别大。
射频设计的难点是整体设计,单独拿出厚度分析的效果不大。而且也和材质等有关系。

在硬件设计手册中有建议的详细参数,但是从厚度讲,其实关系不是特别大。
射频设计的难点是整体设计,单独拿出厚度分析的效果不大。而且也和材质等有关系。

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