1 整體介紹

華爲終端模塊産品設計中， 雖然天線口與外接天線連接器 switch 都是按 50 ohm 設計的，但由于分布參數影響工藝上很難做到剛好都是 50 ohm，如果天線口與外接天線連接器 switch 的阻抗剛好能共轭匹配，將會獲得最優的射頻性能。所以在模板的天線與外接天線連接時要增加匹配網絡，避免因射頻通路上的阻抗不匹配而造成的反射和損耗，以致降低了射頻性能。

本設計指南介紹了使用終端模塊産品時， 射頻天線口匹配的設計和調試方法。

2 儀器說明

我們這裏用的矢量網絡分析儀是 Agilent E5071C，當然也可選用其它型號的矢量網絡分析儀。Agilent E5071C 參數如下：

品牌：美國安捷倫 Agilent

型號：E5071C | Agilent E5071C

描述：Agilent E5071C ENA 網絡分析儀具有同類産品中最高的射頻性能和最快的速度，並具有寬頻率範圍和全面的功能。它是制造和研發工程師們測試頻率範圍在 20GHz 以內的射頻元器件和電路的理想解決方案。

Agilent E5071C ENA 網絡分析儀新款 20 GHz 選件可將 E5071C ENA 系列網絡分析儀的頻率範圍擴展至 20 GHz。新款 20 GHz 選件支持雙端口（選件 2K5）和四端口（選件 4K5）兩種配置，可用于測量各種成分，例如 WLAN、 WiMAX™、 UWB 或任何4G 技術中的無源器件的第三個諧波。

Agilent E5071C ENA 網絡分析儀， 9 kHz 至 8.5 GHz/300 kHz 至 20 GHz。

 廣泛的動態範圍：在測試端口處具有 > 123 dB 的動態範圍（典型值）

 極快的測量速度：全雙端口校准時爲 41 ms， 1601 點

 低迹線噪聲：70 kHz 中頻帶寬（IFBW）處爲 0.004 dB rms

 Agilent E5071C ENA 網絡分析儀集成的 S 參數測試裝置

 端口選項：2 端口和 4 端口

 平衡測量能力（4 端口選件）

3 模塊天線口匹配參考原理圖

華爲模塊天線口匹配參考原理圖如下圖所示：

圖3-1 華爲模塊天線口匹配參考原理圖

說明：

 匹配網絡爲 C1、 L1 和 C2 構成的∏型匹配， C3 爲隔直電容。

 匹配網絡在布局放置時最好能靠近模塊的天線焊盤。而從模塊的天線焊盤到天線（ 或天線SWITCH） 的走線總長度盡量短。

 匹配網絡中電容電感符號只是示意圖， C1， L1 和 C2 的值要通過阻抗匹配調試來確定， 既可能是電容也可能是電感，當然也可能不用焊上器件（ NC）。

4 天線口匹配調試

常見的二端口網絡如下圖所示：

圖4-1 常見的二端口網絡

a1 和 b1 分別爲輸入端口的入射波和出射波；

a2 和 b2 分別爲輸出端口的入射波和出射波；

Sij 表示網絡散射參數的各個分量，其中 Sii 表示當所有其它端口接匹配負載時端口 i 的反射系數， Sij 表示當所有其它端口接匹配負載時從端口 j 到端口 i 的傳輸系數。

我們的天線口匹配就是如圖 4-1 所示的一個二端口網絡，而且具有互易性，即

S12 = S21。

天線口匹配調試

調試時，要先設定矢量網絡分析儀的測試頻率範圍，顯示模式用 smith（R+jX），然後用校准件進行校准， 最後在 ANT PAD 端口焊開口電纜， ANT 接 50 ohm 射頻匹配負載，用矢量網絡分析儀調試 C1， L1 和 C2 ，使 S11 參數在所用頻帶內收斂于 SMITH圓圖圓心（50 ohm）處， 越收斂越好， 如圖 4-2 所示。

圖4-2 模塊天線口匹配 S11 圓圖

將 S11 參數在所用頻帶內收斂于 SMITH 圓圖圓心（50 ohm）後，匹配已調試完畢，此時測量所用頻點的 S12 值，作爲線損補償。測量 S12 時，顯示模式最好選用幅值的對數模式 Log Mag 來讀值，如圖 4-3 所示。一般情況下選所用頻帶的中信道頻點的S12 值作爲插損。

圖4-3模塊天線口匹配補償值測量

把 Marker 功能打開， 在圖 4-3 的左上方可以讀得各 marker 點的 S12 值，其表示這段線路的插損，理論上其絕對值越小越好。

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