CC2650开发板DIY之二——射频天线部分

1、CC2650是一款结合射频技术的SoC，在不少技术方案中，都是采取把MCU和射频部分分离的方式。对于CC2650，把射频部分结合在芯片内，其实是双芯，一个是对外开放的M3，另外一个是专门处理RF的M0芯片，但是不对外开放，不能由程序访问的MCU。

射频设计需要很好的专业技术，测试工具，以及应用经验。对我们来说实在是Mission Impossible，好在TI提供了众多的技术方案和详细的说明文档。

天线有3种，PCB天线，单独的天线，和特殊的天线芯片。单独的电线信号好，但是要占用空间；有一种特殊的板载天线芯片很小，和晶振大小差不多，适合更紧凑的设计；更普遍的是用PCB天线，在制版时就一并完成，最省。

2、CC2650工作在2.4GHz的ISM波段，因此，所有适用于2.4GHz的天线都可以用在设计中。经过对比，反F型天线应该是最适合本设计的部分。

2.1 PCB天线设计需要最小15.2 x 5.7 mm的空间，实现50 ohm的阻抗匹配。具体见下图，

设计中采用要PCB天线时，必须要按照这个图原样绘制。记住，是必须。至于为什么，某也是搞不懂的。应该是轻微的改变对于射频的空间辐射场和发送效果影响非常大，主要是在2.4GHz的高效发射区间，带宽是比较窄的，如果导致稳定发射功率区间偏离过多时，会严重影响其效能。下图显示了一种对比情况下发射功率的分布曲线，可以看到陡度是很大的。

反F天线在平面空间也不是均衡分布的，是一个双哑铃形状的分布空间，这个空间还是比较均匀的，在腰部没有出现特别明显的低发射区域，也就是可以理解，发射能量和方向还是有比较大的关系的，如果完全是均匀的，那么这个是不大受影响。


2.2 关于接地层。
在对应的PCB天线的背面，不能有接地层。接地层的存在，严重改变磁场的空间分布和发射特性，这个也是要原班照抄的。
另外，PCB板基层的厚度也是对RF有影响的，不过相比接地层来说，影响有限，因此普遍不做更详细的比较。

2.3 天线设计的微调。
在TI的文档中，提出在特定情况下，如安装在盒子中等情况，可以微调天线长度，以保证RF性能的稳定和最优。可调整的长度是上图的L1部分，缩短就可以提高发射频率，增大就增大发射频率。

3、其他。
3.1 板载天线需要要在MCU的射频输出端经一个负载平衡线路来保证输入阻抗和天线阻抗匹配，有厂家推出专用的芯片（巴伦）来实现这个匹配功能，使用起来更方便。在DIY的过程中，需要把参考设计的这部分照抄。

3.2 由于蓝牙信号传输距离短，如果希望增强信号，增大传输距离，TI还有一个很好的选择，就是再经过一个射频收发的放大回路，这个集成在CC2590中实现，因此，如果需要，可以再增加一级CC2590增强信号收发能力。据称传输距离在空旷地区最大可以拓展到100米或者5层办公室的实体墙。

3.3 虽然分析了这么多，其实只有一个结论，就是如果有参考设计，那么就不能修改，一定要照抄，一定要照抄，一定要照抄。重要的话说三遍。这里说这么多就是知道了为什么不能自由发挥的原因，和大家分享。

CC2650开发板DIY之一——设计前需要考虑的一件事“如何调试”