剛接觸射頻的你，是否還在為射頻調試而苦惱，是否還不知道從何處下手，它到底難在什么地方，除了盲調，是否還有其它辦法？今天我們就來看看WIFI射頻FEM輸出匹配到底該怎么調試？
首先我們來看一下WIFI FEM的輸出電路圖結構,如下圖紅框所示：
那么射頻FEM輸出匹配電路調試難點在哪里呢?
1.功率放大器 load pull參數的缺失----load pull參數涉及在不同的負載阻抗條件下測量功率放大器的輸出功率,效率及其它特性指標.一般需要FEM廠家提供.
2.端口阻抗測試的不確定性
3,功率放大器輸出功率與效率的折中考慮----在功率放大器（PA）設計中，核心目標確實是最大化從電源獲取的能量并將其轉換為有用的射頻（RF）輸出功率。但是負載匹配，是指通過調整負載阻抗來優化功率放大器的性能，使其能夠在特定的工作點上達到最高的效率或最大的輸出功率。這通常涉及到讓負載阻抗與放大器的輸出阻抗相匹配，從而確保能量的有效轉移。所以調試過程中我們必須要取一個折中點.
那么我們該怎么來調試FEM輸出匹配電路呢?
1.將FEM輸出匹配電路分成無源和有源兩部分進行調試；兩部分的電路劃分如下圖所示:
2.首先調試無源部分,無源部分主要調試鏈路插損,濾波和端口阻抗收斂.使用矢量網絡分析儀器來進行調試.無源調試的標準:Z_load=50ohm,帶內插損S21盡量小,帶外插損S21盡量大(特別是對諧波部分的抑制要盡量的高).
3.有源部分的調試,主要實現無源部分的端口阻抗與FEM輸出端口阻抗匹配,WIFI調試中我們一般使用WIFI綜測儀來調試.有源調試的標準:Z-Load經過阻抗匹配網絡進行阻抗變換后與Z-s共軛,主要查看WIFI的TX指標功率,EVM是否達到最佳.
接下來看看無源部分具體操作及注意事項:
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校準矢量網絡分析儀器--本文不作詳細介紹,后續將專門寫一寫矢網的使用.
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校準測試饋線--一般使用銅管線,這個銅管線盡量短.
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將校準后的銅管線焊接到PCBA上.--注意接地盡量短.
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調試匹配直到插損最小,阻抗收斂到Smith圓圖的中心,同時查看帶外抑制的情況是否滿足要求.
Smith圓圖基礎:
串聯電感→將導致負載沿著等電阻圓順時針移動；
串聯電容→將導致負載沿著等電阻圓逆時針移動；
并聯電感→將導致負載沿著等電導圓逆時針移動；
并聯電容→將導致負載沿著等電導圓順時針移動。
有源部分調試該怎么調試呢?
無源部分調試ok后，去掉中間的射頻饋線，開始進行有源調試。如果我們有PA的loadpull參數也可以借助網分來調試,如果我們不知道PA的loadpull參數，所以只能進行盲調。所謂的盲調也不是瞎調,我們也是有跡可循的.
其實所有的匹配電路調試都可以看作是將匹配網絡右邊的Zl匹配到匹配網絡的左邊Zs的過程。而Zs和Zl的大小關系決定了我們該采用何種拓撲結構的配網絡。Zs和Zl的關系無非就以下三種:
1、Zl>Zs；
2、Zl
3、Zl*=Zs（不用調試）
針對上面前兩種情況,我們調試時,有什么技巧和規律呢?
1、當Zl>Zs,則在Zl邊并聯電感電容器件
2、當Zl
小結:那側阻抗大，那側就并聯器件，因為并聯使得阻抗變低.
關于以上8種L型匹配電路,我們可以總結分析如下:
1.其中1、4、5、8匹配拓撲結構為基本模式;
2.其中4、8為低通模型；
3.其中1、5為高通模型；
4.其中2、3、6、7為帶通模型
說明:我們日常設計時,經常需要在射頻鏈路中會預留π形匹配和T形匹配，這兩種電路可以兼容上面的八種基本L形匹配模型。且匹配更靈活，可以增加匹配帶寬。
總結:
1.我們WIFI射頻FEM調試一般分兩步走,無源調試和有源調試.當然此方法也適用于其它射頻協議,比如蜂窩,藍牙等匹配調試.
2.選擇無源部分和有源部分要注意，無源部分和有源部分必須通過π形或者T形網絡連接，因為如果有源部分的阻抗不可知，則需要進行盲調.
3.即使是盲調也是有方法和技巧的，這就需要對上面8種基本L形匹配非常熟悉，并且對Smith圓圖有深刻的理解。
關于射頻調試,你還有什么技巧和方法,歡迎留言討論!