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射频芯片nRF401天线设计的分析

作者:未知 来源:月光软件站 加入时间:2005-2-28 月光软件站

      nRF401是一款使用FSK调制的低速率短距离使用ISM频段的射频芯片。适合用在嵌入式系统作为低速率地成本的无线解决方案。
       nRF401的数字接口部分非常简单,而模拟部分则叫我们嵌入式系统设计人员比较为难,特别是天线部分。下面对nRF401的datasheet中天线电路的实际进行分析。
                    
       作为天线,阻抗的匹配和调谐频率最为重要。nRF401的天线是差分输出,如果是单端的天线,则要使用BALUN方法或者变压器进行平衡的阻抗匹配,该芯片应该可以使用偶极天线,不过现在还没有看到相关的电路。
       天线的阻抗主要由辐射电阻、线阻抗和等效串联电阻组成,其中辐射电阻可以由辐射功率和输入电流的平方的比值决定,对于矩形环天线可以由矩形面积和波长决定。线阻抗则可以通过微带线的厚度、宽度、长度和电导率来求得。
       天线本身的阻抗通常不能在我们需要的频率调谐,所以,参考电路中的天线使用了两个电容来调整阻抗的虚部,使得能够在433Mhz时天线的虚部能够为0。高的Q通常对应与窄的带宽,因此,矩形环上加了一个电阻以降低天线的Q值。
       上面说过,在天线的调谐频率上,天线的虚部为0,此时天线的阻抗为实数,但是,如果要使得天线能够与芯片的输出匹配,使得芯片能够传输最大的功率到天线,天线的阻抗与芯片的输出阻抗相同(虚部应该相反,此时虚部已经为0了,因此可以不于考虑)。为了与芯片输出阻抗匹配,环行天线增加了一个使用微带线构成的T型匹配网络。




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