蓝牙PCB天线详细调试步骤

jack_are · 发表于 2023-2-23 09:53

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蓝牙PCB天线详细调试步骤

射频工程师的日常

1. PCB Trace尺寸
设计天线之前，参考一下供应商参考设计资料绘制天线，制板后回来调试。

2. 测试前准备
首先准备一根可焊接的同轴线，割开天线匹配网络与滤波器连接处，将同轴线内芯连接到匹配网
络的输入端，外屏蔽层焊接在PCB的地上，尽量靠近天线的输入端匹配网络。

3. VNA校准与调谐
VNA通过同轴电缆连接到产品上，可在同轴电缆外套上铁氧体磁环，铁氧体磁环有助于防止射频
电流在同轴电缆外面流动(会干扰测量)。对VNA Port1（单端口）使用电子校准件或者机械校准
进行开路、短路、负载校准。校准完毕后，将PCB和VNA连接，使用S11/Smith Chart测量输入
端阻抗（注意调试时去嵌），可借助Smith Chart2.0 阻抗匹配软件调整匹配网络的LC电容电感
的值来调谐，同时也可以切割 Trace 天线的长度，直到 S11 轨迹 ( 显示在 VNA) 在中心频点
2441MHz处的史密斯图，此时天线大致调谐完成。

4. 远场测试
使用VNA网络分析仪Smith Chart进行天线调谐后，还有必要进行微调，结合蓝牙产品的发射功
能，从而使天线性能得到优化并最终定稿。对于性能测试，最好是在半电波暗室中进行，能得到
天线全部的指标。但是往往现实不尽如人意，大多数工程师并不从事射频工作，从供应商直接采
购蓝牙模组产品进行集成，对于天线更是一无所知。因此，对于硬件工程师，我们可以使用简单
的测试方法，在室内或室外距离产品2米处使用频谱仪接收功率（X,Y,Z三个方向进行评测），从
频谱上的功率显示来判断天线性能。测试过程中注意避免金属物体，如实验室金属桌、文件柜、
灯柱和汽车等。