R&S?FPC1500 頻譜分析儀物聯網與低功耗設備的天線匹配

天線已成為消費類電子設備的重要組件，在小型便攜的低功耗設備中也是如此。因此，天線需要確保體積小巧、節能高效。

連接到 R&S?FPC1500 和天線電纜的匹配網絡

您的任務

天線匹配是所有發射射頻系統的一個重要因素，以便實現一流覆蓋和低功耗。但是，天線的外形尺寸是一個棘手問題。常用于 IoT 應用的小型天線由于尺寸受到限制，需要權衡性能。小型天線的低效率特性通常包含在鏈路預算計算中，并且會通過提高發射功率加以解決，但這會損害電池壽命等系統性能。因此，適宜的天線匹配非常重要，因為匹配良好的天線可以盡量提高其作為輸入端接收的功率的輻射效率。

羅德與施瓦茨解決方案

為了補償電纜和連接器的影響，需要在測量平面（即耦合網絡和網絡分析儀電纜之間的接口）進行校準。手動校準需要手動切換開路器-短路器-負載標準件，既容易出錯又耗時。R&S?ZN-Z103 校準單元可自動切換標準件。這有助于減少連接錯誤，并將校準時間縮短到幾秒。天線的匹配步驟包括：

校準

測量

調整

USB端口處檢測到的 R&S?ZN-Z103 校準單元

校準

首先設置測量條件，包括所需頻率范圍、分辨率帶寬和測量點數量。然后，將 R&S?ZN-Z103 連接到 R&S?FPC1500 的 USB 端口。儀器會自動識別校準單元。接著，將同軸電纜的兩端分別連接到 R&S?FPC1500 的輸出端口和校準單元。依次按下“Calibrate”（校準）、“Full 1-port”（全單端口）。儀器現已完成校準。

使用多個標記記錄 R + jX 阻抗值

測量

天線附近的物體（如外殼、實驗室設備、電纜或測量設備）會改變天線輻射方向圖及其輸入阻抗。因此，需要盡可能將天線放置在與其期望操作區域相似的環境中。
史密斯圓圖是直觀顯示匹配狀態的簡單方法，可通過 R&S?FPC-K42 矢量反射測量選件獲得。記錄標記的 R + jX 阻抗值。適宜在中頻或使用多個標記在多個頻率中記錄此值。

調整

許多模擬器均可用于計算所需的匹配網絡。計算完成后，可以構建相應網絡并連接到天線。重新測量連接匹配網絡的天線以檢查天線集成狀況，以便驗證匹配質量。

您可能需要稍加調整。您可以輕松了解更改事宜，只需使用隨儀器附送的免費電腦軟件 R&S?InstrumentView 進行記錄和對比即可。

總結

IoT 和低功耗設備的天線匹配涉及合理平衡外形尺寸、功耗和信號覆蓋。R&S?FPC1500 測量天線反射性能，有助于調整設計以實現適宜的天線匹配，進而在電池壽命和信號覆蓋或接收方面提供一流的用戶體驗。