CC2640R2F硬件射频从设计到成型之五-CC2640R2F天线套件介绍

欢迎回来 我是张新伟

然后我们继续来介绍一下 TI CCR 的40 CCR2640R2F

在硬件射频 设计方面的一些相关知识

好 在这一个章节当中呢

我会给大家介绍一下

嗯 天线的一些套件 以及

我们在涉及天线方面呢

应该有哪些需要注意的地方

对于一个实际的无线系统来说呢

天线在这个系统里面

扮演非常非常重要的角色

那它直接影响到你这个无线系统

之间的作用距离

以及用户体验等等 非常重要的一些指标

嗯 比如说我们 CCR2640 它拥有业界 最好的

这样的一个链路预算码

嗯 103db

如果天线呢 就是说

它的回波损耗比较差 并且它的效率又比较低的话

它可以很容易的就把这些 很好的一个链路预算

给损耗掉 换而言之呢 就是

客户 会得到一些比较 比较短的作用距离

就是客户呢 就是有的时候 在我们的一些系统上面呢

也会提一些 这种所有的拉锯距离

比较短啊 之类的 这样的一些问题

我呢 也有很多时候 都是建议客户呢 可以去找一些

比较专业的天线厂家

做一些天线方面的测试

描述天线的射频指标呢 最主要的是

比如说天线的回波损耗啊 它的效率啊 方向图 等等

其实它还有其他的一些指标

但是 最主要 我们来评估一个产品的性能

以及它这个用户体验方面来说的话呢

嗯 我们一般会参考这三方面的指标

嗯 首先呢 回波损耗就是说 你到底有多少功率

从你的发射机 嗯 所被天线

拿到 是这样的一个指标

就是剩下的能量呢 毋庸置疑 就会被反射回来

这一方面呢 您是需要通过一个匹配电路

来做一个调整 嗯 做测试的话呢

也是用矢量网络分析仪来做测试

这个叫 回波损耗

回波损耗 一旦天线拿到了这个信号之后呢

它到底有多少信号 会被辐射出去呢

这又牵涉到天线的另外一个重要指标

叫天线效率 天线效率呢

它的测试一般是在 [Inaudible] 中进行

然后它会做 各个方向 全方向的一个测试

最后呢 加全平均之后呢 会得出一个指标叫 TRP

它和咱们这个发射机的发射功率呢

直接做除法 就是会得出总的 辐射效率

这个指标呢也是 非常非常重要的一个指标

嗯 基本上呢 看频段和天线

这个值 可以在3db到这个10db都不等

很简单 就是说你这个效率的值呢

是需要从你的发射功率 就从你的链路预算里面去扣除掉的

嗯 打个比方来说 你的发射天线是5db

接收天线也是5db的效率

这样的话呢 我们总的链路预算呢

是102db 刨除天线呢

那现在你的链路预算呢 是92db

就这样来计算 这个指标也非常非常重要

嗯 还有一个指标呢 就是天线的方向图

它在某些特殊的应用当中呢

也有很重要的 也扮演很重要的角色

比方说 你现在放一个天线

只想朝一个方向读取信号

别的方向呢 有一定的抑制功能

这个时候呢 你可以选一些定向性的

嗯 比较强的天线

好 这个呢就是我们

嗯 当时 我们的国外同事

release的一个 天线的开发套件

这是一篇文档噢 它叫Quick Selection

这是一篇非常非常顶层的文档

而且就是在我们的 网站上点击率非常高的一篇文档

大家呢可以 根据这里面的一些推荐的天线形式

然后到里面点到它相应的超级链接

你就可以拿到它具体的设计文档

然后跟大家大概说一下 怎么样选择呵

就首先呢 你当然是要选择你的频段

是吧 是2.4G的产品 还是这个 小无线的产品

先需要根据这个频段来选择你的天线

嗯 跟大家说一下 这个 天线呢他是跟你的协议无关的

比如说 咱们2.4G的产品

既可以用于这个B2.4G 也可以用于蓝牙 用于Wifi 对吧

只要你的带宽够快就好

然后另外一个呢 就是你要选择你的尺寸

就是说 在你的具体的运用当中 你到底能不能放得下

这样的一些尺寸 比如说 咱们2.4G的蓝牙产品

选择这样的一些天线设计呢 就会比较多一点

因为它基本上平衡了咱们的效率

嗯 和尺寸这一块 带宽也够

然后 很多客户呢 都会选择这一类的产品

当你点到这一篇App Note之后呢

你就会拿到一些相应的设计文档

我们在拿到设计文档之后呢

记得就是 一定要百分之百的 抄袭它们的天线尺寸

因为天线呢 一定是一个空间学科嘛

就是在它的周边呢 任何一个地平面也好

或者 元器件的平面也好 都会影响它的射频性能

啊 这个呢是我们 开发的另外一个天线的套件

里面呢 有一些新的设计呵

868的呀 包括一些双频的天线

就是2.4G和小无线 同时支持的一些天线

哎 这个在我们新的设计当中

客户都可以去参考 然后

如果要是到我们的网站上去搜索

这样的一些文章和设计文档呢

你可以搜索 这样的一些关键字就可以了

好 这里面呢 我要给大家说一个概念呢 就是

天线还是空间学科啊 首先呢

那你拿到我们参考设计之后呢

就是各个不同的尺寸 你都要完全去拷贝嘛

包括它这个地平面的尺寸

这个时候呢 在自由空间下

你可以得到这样的一条曲线 比如说

红色的曲线 然后呢 比方说

我们加了一个塑料的壳之后呢

它会朝低端去偏移 它的中心的谐振点呢

会朝低端去偏移 如果你再用手去靠近的时候呢

它又会往低端去偏移一下

所以大家可以看到呵 你本来设计好了一个天线呢

是在 比如说是2.55G 这样一个频点上

然后你加了一个塑料壳之后呢

代表了你的产品加了一个壳之后呢

它的频点呢 会向低端偏移

所以呢 这里面 我其实想跟大家重申的一点是

天线呢 它是一个空间学科

你即使从TI的这些设计里面呢

拷贝了一个设计之后 不一定适合你的产品

所以呢 我还是强烈建议大家 如果没有相关的调匹配啊

或者这样的 测试的能力啊

最好是引入一家比较专业的天线厂家

去帮大家做天线的调试这一块 因为

天线呢 前面我也和大家说过呵

它的性能呢 对于咱们整机的性能和这个用户体验

非常非常重要

好 这里面呢 有一些Key Point

可以建议大家一下

第一呢 就是 就像刚才说的

我们这个壳体呢 以及周边的地平面环境等等

都会影响咱们的这个天线的性能指标

还有呢 就是 我们可以用这样的一个Excel Tool

大家可以参考这篇文档呵

这篇文档里面会链接到 我们这样的一个Excel表格

在这个Excel表格里面呢 基本上都把

我们的 跟天线性能和作用距离 相关的一些指标呢

都已经列在这里面 大家可以在这里面有些

下拉菜单去选择 怎么去选呢

大家可以参考这篇文档 去预估你的产品的

一个作用距离 啊 这个工具还是蛮好用的呵

它实际上计算出来的结果 也是非常非常靠谱

然后呢 第四点 大家需要注意的呢就是

天线的这个性能呢 一定是跟它的尺寸相关的

所以呢大家在 设计产品的时候呢

一定要给它预留出足够的空间

频率越低 预留的空间需要是越大的

嗯 比方说 咱们在做 有很多在做智能手表的时候

由于没有足够的空间 所以呢我必须要接受

它的天线的性能呢 会有一些降级

另外呢 就是说 我们在设计电路板的时候呢

我们在天线端呢 一定要预留好 这个天线匹配电路

最小的一个匹配电路呢是

留一个L形的 为了增加一些调试的灵活性呢

我们一般会建议客户呢 留一个π形的匹配电路

给天线调适用

然后如果你要做这种双频段的天线呢

双频段的天线的匹配电路 我们一般会建议

留一个LC 再留一个CL 就是两个L形的

去做这样的双频调试

所有的文档呢 我们可以就是通过

这个最顶层的文档DN035 然后它里面的超级链接

你可以拿到

你的相应的参考设计 好 谢谢大家

这就是这一部分的内容

欢迎回来 我是张新伟

然后我们继续来介绍一下 TI CCR 的40 CCR2640R2F

在硬件射频 设计方面的一些相关知识

好 在这一个章节当中呢

我会给大家介绍一下

嗯 天线的一些套件 以及

我们在涉及天线方面呢

应该有哪些需要注意的地方

对于一个实际的无线系统来说呢

天线在这个系统里面

扮演非常非常重要的角色

那它直接影响到你这个无线系统

之间的作用距离

以及用户体验等等 非常重要的一些指标

嗯 比如说我们 CCR2640 它拥有业界 最好的

这样的一个链路预算码

嗯 103db

如果天线呢 就是说

它的回波损耗比较差 并且它的效率又比较低的话

它可以很容易的就把这些 很好的一个链路预算

给损耗掉 换而言之呢 就是

客户 会得到一些比较 比较短的作用距离

就是客户呢 就是有的时候 在我们的一些系统上面呢

也会提一些 这种所有的拉锯距离

比较短啊 之类的 这样的一些问题

我呢 也有很多时候 都是建议客户呢 可以去找一些

比较专业的天线厂家

做一些天线方面的测试

描述天线的射频指标呢 最主要的是

比如说天线的回波损耗啊 它的效率啊 方向图 等等

其实它还有其他的一些指标

但是 最主要 我们来评估一个产品的性能

以及它这个用户体验方面来说的话呢

嗯 我们一般会参考这三方面的指标

嗯 首先呢 回波损耗就是说 你到底有多少功率

从你的发射机 嗯 所被天线

拿到 是这样的一个指标

就是剩下的能量呢 毋庸置疑 就会被反射回来

这一方面呢 您是需要通过一个匹配电路

来做一个调整 嗯 做测试的话呢

也是用矢量网络分析仪来做测试

这个叫 回波损耗

回波损耗 一旦天线拿到了这个信号之后呢

它到底有多少信号 会被辐射出去呢

这又牵涉到天线的另外一个重要指标

叫天线效率 天线效率呢

它的测试一般是在 [Inaudible] 中进行

然后它会做 各个方向 全方向的一个测试

最后呢 加全平均之后呢 会得出一个指标叫 TRP

它和咱们这个发射机的发射功率呢

直接做除法 就是会得出总的 辐射效率

这个指标呢也是 非常非常重要的一个指标

嗯 基本上呢 看频段和天线

这个值 可以在3db到这个10db都不等

很简单 就是说你这个效率的值呢

是需要从你的发射功率 就从你的链路预算里面去扣除掉的

嗯 打个比方来说 你的发射天线是5db

接收天线也是5db的效率

这样的话呢 我们总的链路预算呢

是102db 刨除天线呢

那现在你的链路预算呢 是92db

就这样来计算 这个指标也非常非常重要

嗯 还有一个指标呢 就是天线的方向图

它在某些特殊的应用当中呢

也有很重要的 也扮演很重要的角色

比方说 你现在放一个天线

只想朝一个方向读取信号

别的方向呢 有一定的抑制功能

这个时候呢 你可以选一些定向性的

嗯 比较强的天线

好 这个呢就是我们

嗯 当时 我们的国外同事

release的一个 天线的开发套件

这是一篇文档噢 它叫Quick Selection

这是一篇非常非常顶层的文档

而且就是在我们的 网站上点击率非常高的一篇文档

大家呢可以 根据这里面的一些推荐的天线形式

然后到里面点到它相应的超级链接

你就可以拿到它具体的设计文档

然后跟大家大概说一下 怎么样选择呵

就首先呢 你当然是要选择你的频段

是吧 是2.4G的产品 还是这个 小无线的产品

先需要根据这个频段来选择你的天线

嗯 跟大家说一下 这个 天线呢他是跟你的协议无关的

比如说 咱们2.4G的产品

既可以用于这个B2.4G 也可以用于蓝牙 用于Wifi 对吧

只要你的带宽够快就好

然后另外一个呢 就是你要选择你的尺寸

就是说 在你的具体的运用当中 你到底能不能放得下

这样的一些尺寸 比如说 咱们2.4G的蓝牙产品

选择这样的一些天线设计呢 就会比较多一点

因为它基本上平衡了咱们的效率

嗯 和尺寸这一块 带宽也够

然后 很多客户呢 都会选择这一类的产品

当你点到这一篇App Note之后呢

你就会拿到一些相应的设计文档

我们在拿到设计文档之后呢

记得就是 一定要百分之百的 抄袭它们的天线尺寸

因为天线呢 一定是一个空间学科嘛

就是在它的周边呢 任何一个地平面也好

或者 元器件的平面也好 都会影响它的射频性能

啊 这个呢是我们 开发的另外一个天线的套件

里面呢 有一些新的设计呵

868的呀 包括一些双频的天线

就是2.4G和小无线 同时支持的一些天线

哎 这个在我们新的设计当中

客户都可以去参考 然后

如果要是到我们的网站上去搜索

这样的一些文章和设计文档呢

你可以搜索 这样的一些关键字就可以了

好 这里面呢 我要给大家说一个概念呢 就是

天线还是空间学科啊 首先呢

那你拿到我们参考设计之后呢

就是各个不同的尺寸 你都要完全去拷贝嘛

包括它这个地平面的尺寸

这个时候呢 在自由空间下

你可以得到这样的一条曲线 比如说

红色的曲线 然后呢 比方说

我们加了一个塑料的壳之后呢

它会朝低端去偏移 它的中心的谐振点呢

会朝低端去偏移 如果你再用手去靠近的时候呢

它又会往低端去偏移一下

所以大家可以看到呵 你本来设计好了一个天线呢

是在 比如说是2.55G 这样一个频点上

然后你加了一个塑料壳之后呢

代表了你的产品加了一个壳之后呢

它的频点呢 会向低端偏移

所以呢 这里面 我其实想跟大家重申的一点是

天线呢 它是一个空间学科

你即使从TI的这些设计里面呢

拷贝了一个设计之后 不一定适合你的产品

所以呢 我还是强烈建议大家 如果没有相关的调匹配啊

或者这样的 测试的能力啊

最好是引入一家比较专业的天线厂家

去帮大家做天线的调试这一块 因为

天线呢 前面我也和大家说过呵

它的性能呢 对于咱们整机的性能和这个用户体验

非常非常重要

好 这里面呢 有一些Key Point

可以建议大家一下

第一呢 就是 就像刚才说的

我们这个壳体呢 以及周边的地平面环境等等

都会影响咱们的这个天线的性能指标

还有呢 就是 我们可以用这样的一个Excel Tool

大家可以参考这篇文档呵

这篇文档里面会链接到 我们这样的一个Excel表格

在这个Excel表格里面呢 基本上都把

我们的 跟天线性能和作用距离 相关的一些指标呢

都已经列在这里面 大家可以在这里面有些

下拉菜单去选择 怎么去选呢

大家可以参考这篇文档 去预估你的产品的

一个作用距离 啊 这个工具还是蛮好用的呵

它实际上计算出来的结果 也是非常非常靠谱

然后呢 第四点 大家需要注意的呢就是

天线的这个性能呢 一定是跟它的尺寸相关的

所以呢大家在 设计产品的时候呢

一定要给它预留出足够的空间

频率越低 预留的空间需要是越大的

嗯 比方说 咱们在做 有很多在做智能手表的时候

由于没有足够的空间 所以呢我必须要接受

它的天线的性能呢 会有一些降级

另外呢 就是说 我们在设计电路板的时候呢

我们在天线端呢 一定要预留好 这个天线匹配电路

最小的一个匹配电路呢是

留一个L形的 为了增加一些调试的灵活性呢

我们一般会建议客户呢 留一个π形的匹配电路

给天线调适用

然后如果你要做这种双频段的天线呢

双频段的天线的匹配电路 我们一般会建议

留一个LC 再留一个CL 就是两个L形的

去做这样的双频调试

所有的文档呢 我们可以就是通过

这个最顶层的文档DN035 然后它里面的超级链接

你可以拿到

你的相应的参考设计 好 谢谢大家

这就是这一部分的内容