2.4GHzSiP天線模塊穩(wěn)健性取決于振蕩器
在射頻模塊中,石英晶體振蕩器通常基于天線應(yīng)用板進(jìn)行調(diào)諧以獲得高穩(wěn)定性,在天線附近沒有外殼材料,當(dāng)射頻模塊放置在客戶應(yīng)用板上時(shí),尺寸,形狀和材料特性,以及可能還有電路板的厚度,此外,電路板通常放置在由某種材質(zhì)塑料制成的外殼中,與優(yōu)化天線的代表性應(yīng)用板相比,振蕩器的表現(xiàn)力體現(xiàn)不一樣的Q值,各種物體和材料的接近對天線的影響是選擇晶振的重要因素.
2.4GHzSiP無線模塊通常在評(píng)估板上運(yùn)行良好,但當(dāng)放入應(yīng)用程序設(shè)計(jì)時(shí),范圍很差,盡管天線很復(fù)雜并且從不理想,但通常可以通過嚴(yán)格遵循相關(guān)用戶手冊中規(guī)定的指導(dǎo)原則來避免重大問題,設(shè)計(jì)中的眾多不同變量仍然會(huì)導(dǎo)致性能的顯著下降,通常,提高振蕩器性能的唯一方法是修改整個(gè)設(shè)計(jì),從而延遲產(chǎn)品上市時(shí)間表,當(dāng)使用具有與實(shí)際最終應(yīng)用設(shè)計(jì)匹配的天線的SoC時(shí),經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師可以滿足所需的性能和成本目標(biāo),吉他弦的頻率可以通過增加拉力來調(diào)節(jié),類似地,天線的諧振頻率取決于其尺寸和電磁特性,但也可以通過添加合適的元件來調(diào)諧.

天線回波損耗(也稱為S11)是衡量發(fā)射機(jī)將多少RF功率傳輸?shù)教炀€而不是在所需頻率范圍內(nèi)反射回來的量度,由于天線不匹配而反射的功率越大,天線輻射的功率越少,天線永遠(yuǎn)不會(huì)完美匹配,但通常可以針對天線諧振頻率下的最小損耗進(jìn)行優(yōu)化石英晶振,當(dāng)天線的諧振頻率偏離期望的應(yīng)用頻率時(shí),應(yīng)用頻率處的回波損耗將隨著通入天線的功率減少而惡化,這減小了范圍,所有天線都具有以諧振頻率為中心的有限頻率范圍,隨著帶寬的增加,天線尺寸變得不那么重要,天線對諧振頻率偏移引起的失諧變得不那么敏感.
真實(shí)的天線由于電磁場的復(fù)雜分布而諧振,其中靠近天線的所有物都對場產(chǎn)生影響并且將對總操作產(chǎn)生一些影響,物體離天線越近,壓電石英晶體的效果就越大,而不同材料的效果幅度也會(huì)變化,金屬等導(dǎo)電物體具有非常強(qiáng)的效果,而塑料具有相當(dāng)弱的效果,然而,即使放置在非常靠近天線的塑料也可以通過改變天線諧振頻率產(chǎn)生顯著的效果,這導(dǎo)致低回波損耗和無線電鏈路范圍的相應(yīng)減小.
當(dāng)使用具有與實(shí)際最終應(yīng)用設(shè)計(jì)匹配的天線的SoC時(shí),經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師可以滿足所需的性能和成本目標(biāo),天線性能和SoCRF布局的優(yōu)化需要了解RF設(shè)計(jì)規(guī)則和相當(dāng)昂貴的設(shè)備,隨著無線晶振應(yīng)用和設(shè)備數(shù)量的增加,所需的監(jiān)管認(rèn)證可能變得過于昂貴和耗時(shí),當(dāng)產(chǎn)品組合增加到數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)設(shè)備時(shí),尤其如此,每個(gè)設(shè)備都需要單獨(dú)的認(rèn)證相關(guān)產(chǎn)品管理,越來越受歡迎的解決方案是利用現(xiàn)成的,預(yù)先認(rèn)證的,即用型2.4GHzSiP天線模塊,尤其是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)計(jì).

在RF模塊中,天線匹配的艱巨任務(wù)已經(jīng)完成,在大多數(shù)情況下不需要特定于應(yīng)用的調(diào)諧,然而,有時(shí)最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)不能避免將附接螺釘,LCD或電池放置在靠近天線的位置,這導(dǎo)致天線諧振頻率和整體性能的顯著變化,模塊本身不能輕易修改以補(bǔ)償失諧,塑料材料放置在單極型芯片天線頂部的影響示例如下圖所示,天線頂部的塑料材料明顯地改變了諧振頻率并將其移出目標(biāo)頻率范圍,關(guān)于溫補(bǔ)晶振補(bǔ)償?shù)膯栴}在于,對于典型的2.4GHzSiP模塊,匹配組件在模塊內(nèi)部進(jìn)行調(diào)整是不切實(shí)際的.
任何材料的接近度總是會(huì)對天線的諧振頻率產(chǎn)生一些影響,而石英振蕩器的效果強(qiáng)度取決于所使用的實(shí)際天線模型,振蕩器可以最大限度地減少天線所需的總尺寸,同時(shí)仍然使天線對附近物體的影響特別不敏感,即使高溫度物體接觸模塊也可以實(shí)現(xiàn)高性能,可節(jié)省不少的空間和成本,但其內(nèi)置天線在實(shí)際應(yīng)用中容易失諧,正確的設(shè)計(jì)可以在一定程度上幫助減少不利影響.

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