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射频信号传输距离不够远

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

我们用九个cc3200的2.4G连接路由器在0.5M范围内都能够显示连接,当将九个cc3200模块远离路由器发现信号逐渐减弱,在大概五六米的时候有四个就失去信号,只能五个连接上,当距离再远些信号更弱,大概十几米的时候就没信号了。 按照理论这个信号应该能传输至少50M-100M,所以这个问题比较严重,还请您那边帮忙看下到底是什么原因。下图是设计电路板的原理图和pcb图。请帮忙解答下,不胜感激。

Ti的deyisupport怎么发不了图片啦,附件也不行了。

1.射频天线的50欧姆的匹配有没有用网络分析仪进行测试?π型匹配网络有没有进行天线的匹配?

2.测试CC3200的天线端口的输出功率有没有达到设计值(>设计功率dBm)?

关于CC3200的硬件设计可参看如下文档确认天线设计(CC3200和CC3100 电路板设计重点 V1.0):

CC3200 和 CC3100 的射频为单端输入输出,在一个管脚 (Pin 31)上复用。 发送时,
信号由 Pin 31 出来,经过一个带通滤波器 (BPF), 在经过一个阻抗匹配网络,由一个 2.4
GHz 的天线辐射到空间中。

FL1 为 2.4GHz 的 BPF,用以抑制二次和三次谐波和带外杂散,以符合美国的 FCC,
欧洲的 CE, 日本的 Telec 和中国的 SRRC 等规范测试的要求。由于不同的芯片射频发射和接
收机的内部设计不同,频谱上会产生不同的杂散,所以需要一些特殊频段的信号抑制。这
颗 BPF 需要是给 CC3200 定制的。目前有两颗可以选择,TDK 的 DEA202450BT-1294C1-H 和
华新科技 (Walsin Technology) 的 RFBPF2012080AC2T00 (详细参数请参考器件规格书)。


在具体设计产品的时候,射频部分的设计可以分成两部分,一部分是电路传导部分,
另外一部分是天线电路。借用 TI 的参考设计,可以以 R110/R111 的共焊盘为射频参考平
面。最终的设计目标是要保证 Z1 和 Z2 都是 50ohm 的系统,这样,就可以保证一个良好
的传输特性。
1. 电路传导部分:
上图 Z1 部分为电路传导参考平面,这一部分的设计,对于射频能力不强的客户来说,需
尽量复制 TI 的参考设计。并对链路射频线做 50 Ohm 的阻抗控制。
2. 天线电路及天线:
请参考 3.3 章节 2.4GHz 天线部分。
图 12 作为一个实例来说明 BPF 的射频性能。Marke 点 m1 和 m2 表征了带内的插入损耗
(Insertion Loss) , m11 和 m12 分别大致表征二次和三次谐波的抑制性能。
图 12: Walsin TechnologyTM RFBPF2012080AC2T00 评估板实测 S-Parameter 频率特性
3.2 射频走线的阻抗控制
PCB 上射频链路的走线需要控制阻抗,使其在 2.4 GHz 工作频段为 50 Ohm。因为芯片,
BPF 和天线的射频性能都是优化在 50 Ohm 端口阻抗的。 需要通过选择合适的传输线模型
在计算走线的宽度,跟旁边的地的间距等几何参数。常用的传输线模型为微带线
(Microstrip Line)和共面波导(CPW, Coplanar Waveguide)。微带线传输线模型主要用于 4 层板
的设计(CC3200 COB 方案要求 4 层板)。而共面波导模型多用于采用 CC3200 模块的 2 层板
上的射频线,因为 2 层板。
在互联网上可以搜索到很多免费的基于网页的计算器来近似计算传输线的几何参数。
可以用射频仿真工具仿真传输线的阻抗,也可以用软件工具如 KeysightTM Advanced Design
System (ADS) 软件包里的传输线阻抗计算工具 LineCalc。在图 12 所显示的微带线的计算界
面中,可以输入频率、几何参数、介质和导体参数以计算对应的阻抗,也可以输入目标阻
抗以反推微带线的宽度 W (特征阻抗跟传输线长度 L 无关)。

单独测一个能多远呢? 

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