天線與電波傳播論文

1、如何將天線對音頻電路的干擾影響減到最小關(guān)鍵字：天線 RF 干擾 音頻電路近年來，便攜式無線收發(fā)器在很多應(yīng)用中迅猛增加，這些應(yīng)用包括語音、數(shù)據(jù)和視頻信號的發(fā)送及接收。無線設(shè)備的關(guān)鍵要求之一就是電子線路必須在其它高頻無線發(fā)射器(如藍(lán)牙設(shè)備)附近工作。以前的干擾研究是將任何源都看作遠(yuǎn)場，并且重點(diǎn)放在同軸電纜和印刷電路板(PCB)上的金屬化走線上耦合的干擾。然而，卻忽略了由封裝引線支架和鍵合線耦合的干擾，未對其進(jìn)行研究。 在很多便攜式無線設(shè)計(jì)中，發(fā)射器可能離音頻電路僅僅數(shù)英寸。這樣，如果設(shè)計(jì)人員未考慮天線的位置，設(shè)計(jì)就可能產(chǎn)生很多問題。常規(guī)的附加物，如增加屏蔽，對現(xiàn)今極其緊湊的電子產(chǎn)品來說可能不合適。

2、 輻射干擾可分為遠(yuǎn)場干擾和近場干擾。遠(yuǎn)場干擾定義為來自距離超過所關(guān)注頻率約10個波長處。以2.4GHz的藍(lán)牙頻率為例，10個波長等于125mm (即4.1英尺)。 為了與早期研究一致，將遠(yuǎn)場輻射看作傳導(dǎo)干擾，而將近場輻射看作近場干擾。傳導(dǎo)干擾是由同軸電纜、PCB走線和外部元件耦合的遠(yuǎn)場源調(diào)制RF信號的能量。此能量被傳導(dǎo)至便攜式設(shè)備的音頻放大器輸入引腳。近場干擾等于來自近場源的傳導(dǎo)干擾，以及因距無線產(chǎn)品天線很近而被音頻放大器封裝的引線支架和鍵合線耦合的干擾的和。為減輕接收電路中RFI的影響，早期對遠(yuǎn)場條件下的研究為設(shè)計(jì)人員得出了多條基本經(jīng)驗(yàn)法則。為評估RFI影響，這些研究是將調(diào)制好的RF信號直接

3、引入同軸電纜(圖 1)。通過這些研究，建立了多種減少RFI的預(yù)防措施。本文將對某些早期研究和基于反饋電阻、RFI電容和精心設(shè)計(jì)輸入級配置的遠(yuǎn)場RFI方案與現(xiàn)代緊湊型無線產(chǎn)品遭受的典型近場條件進(jìn)行比較。 為使RF干擾對無線收發(fā)器的影響最小，首先要了解以調(diào)制RF信號形式出現(xiàn)的干擾是如何產(chǎn)生通向頻率低得多的音頻放大器及其支持電路的路徑。圖2給出的概念模型圖說明了載波頻譜是如何偏移調(diào)制RF載波，產(chǎn)生調(diào)制低頻干擾信號。這個過程從調(diào)幅(AM) RF信號通過音頻放大器輸入信號引腳開始。放大器的低帶寬濾波器篩選出RF載波，在音頻放大器輸出端產(chǎn)生解調(diào)信號。圖3是一種IC附近存在高頻源情況下的行為模型和等效電路，

4、此模型給出了音頻放大器輸入的傳導(dǎo)路徑和近場路徑。 根據(jù)基本的天線理論可知，長度不到載波波長1/4的電路走線就能形成此頻率信號下的有效天線。對于藍(lán)牙設(shè)備的2.4GHz載波信號，31.25mm (即1.2 英寸)的PCB走線即可構(gòu)成高效的天線。評估板上的外部元件，如電容和電阻也是非常好的RF信號接收天線。 因此，干擾信號有很多路徑進(jìn)入無線產(chǎn)品的音頻放大器電路，也就可以理解在防止這些干擾方面還有大量的試驗(yàn)研究工作要做。關(guān)于遠(yuǎn)場天線的傳導(dǎo)干擾及對電路運(yùn)放解調(diào)的RF的影響，已經(jīng)有多篇文章發(fā)表。再次強(qiáng)調(diào)，這些實(shí)驗(yàn)將RF調(diào)制信號直接引入放大器的輸入引腳。 這些早期研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1.增加串聯(lián)電阻和寄生電容，輸入電阻和反饋電阻值的增大可改善反相運(yùn)放電路的抗射頻干擾能力。這種電阻-電容(RC) 組合構(gòu)成一低通濾波器，防止RFI到達(dá)音頻放大器輸入端。 2. 寄生電容Cin(反相與同相輸入間)和CRg(電阻Rg分流)使反相運(yùn)放電路的抗射頻干擾能力比同相運(yùn)放電路的更好。 3. 認(rèn)為金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)場效應(yīng)管(FET)比雙極型晶體管更不易受射頻干擾影響，因RF信號感應(yīng)使