慧智微射频问答群问答汇总·第113期

5.8GHz接收链路两级LNA...探讨
本期纪念品:慧智微频段表鼠标垫一张
本文中回答均由各位射频从业者们自发讨论回复,回答之中不免有错误疏漏,也欢迎大家批评指正。
64阵元相控阵天线EIRP该如何正确计算?
Q:请教各位佬一个问题 在计算相控阵天线EIRP的时候 假设是一个64阵元的有源相控阵 天线单元增益是3dBi 单通道的输出功率是27dBm 计算EIRP=3+10lg(64)+27+10lg(64)=66dBm 不知道这样算这个对不对?
A:对,这样算没错,相信自己。
Q:昨天用那个ChatGPT5搜了一下 它给的结果是48dBm。
A:看你架构 。
Q:64个射频通道,每个通道独立控制幅相。
A:如果你就一个射频通道,通过功分给ABF 再给天线就是10log 如果一个射频通道对应一个天线单元,就是20log。
A:楼主算的这个是理想情况吧?
Q:那这个怎么计算老哥?实际工程做链路预算也是这样做的。
A:没有哇,ABF可以共用一个射频通路,后面分出去多个通道,这样就是10log 。
Q:你说的是多波束?
A:64个通道同时工作的时候,64个天线合成波束应该是有损耗的。
Q:那这个损耗怎么去计算?
A:“不是,两种架构 ” 不是,两种架构 。
Q:他的单通道输出功率应该就是末级连接天线的独立通道输出功率 应该不是前面一分64功分的输入功率,我的理解应该是对的吧。
A:举个最简单的例子,比如射频芯片出来功率P 通过64通道功分器,然后每一路通过移相器,然后再接每一路天线。这样就是10log,能理解的是对的。
Q:我知道你的意思 你的意思就是公分在合成就抵消了 只有10log。
A:实际上就一路射频输出这种对于短距离探测的很有用,成本低且散热好做。
A:“那这个损耗怎么去计算?” 损耗跟相控偏转角度有关,波束偏转角度越大,损耗越大。
Q:可以可以,都EIRP了 一般指的是法相了吧?
A:还跟波束赋形有关啊,64路的幅度都一样么。
A:可以做校准,让他们通道保证一致性,不然没办法做波束成形。
Q:即使你方向图做窗函数 它轴向增益是一定的吧 ,波束复形一般不都调节相位吗,你说的那个应该是做低副班处理吧,低副瓣,比如你这种900个阵列的天线 ,你做链路预算你只能按照任务书这么计算 ,这个东西你没法在HFSS仿真。
A:只要做波束赋形就会有损耗,损耗个几dB都可能。
Q:matlab计算也考虑不了 单元之间的互殴 以及天线扫描角度所导致的天线和末级功放负载牵引导致的失配问题,兄弟你说笑了吧 3db功率都降一半了。
A:是的,耦合、阻抗匹配等都会影响最终输出功率啊?
Q:你64个单元扫描45度已经是极限了 损失2dB到头了,你这样说的话 那么这联路预算没法做了,说白了 你设计链路留好余量其实就够了。
A:按理想情况做链路预算对自己不负责,到时候达不到评估功率,你确定老板不需要±60度扫描?然后旁瓣再提个要求<-20dB。
Q:你64个单元能扫描到60度?我900个单元也就一般不到60度。
A:64振元相控阵,举个例子8*8阵列,扫码±60度是很正常的啊。
Q:你说的可能是对的兄弟。
A:64个天线单元在同一个振面上的时候,不是每个天线单元的增益都是一样的,不能保证都有3dBi,增益损耗也要考虑,可以很明确的是,±60度扫码是可以的。
版图仿真端口异常该怎么排查问题?
Q:有大佬知道这个问题怎么解决吗?我看了半天版图也没找到问题。

A:看pin连了么?
Q:我用3D的也看了一下感觉是都连上的。
A:直接在emSetup里面找到ports这一栏,然后去看哪个port没有打到金属上。
Q:佬这个是指他们都在cond层吗,我是原理图中加的ports,应该都在金属上吧?

Q:佬们找到问题了,谢谢大家,我把我用的MGAP删了他就好了。
偏置电路加镇流电阻后射频通路还需加 RC 吗?
Q:各位大佬知道这个镇流电阻,加在偏置电路中后还用不用给射频通路加呢?


A:下面那个RC有稳定和匹配作用

Q:大佬有原文么?所以我电路稳定的话就不用加下边那个RC了是吧。
A:稳定就可以不加,截图给你:

Q:谢谢。
emcosim 联合仿真调谐微带线效率低该如何解决?
Q:想问下大佬们,版图原理图联合仿真用emcosim是不是不能调谐,只能盲调啊,我用这个emcosim调整元件值速度还行,调整微带线的话不行,直接重新设置值跑一遍,这样有可能卡到局部极值里,这种情况是怎么解决的嘞?
A:可以打port调啊,在原理图调。
Q:您好这个有教学吗,我只会pin端口然后调,我是这样调的:

A:就是打pin口,调哪打哪,一般都是一个一个器件替换。
Q:您是指把敏感的微带线用原理图微带线代替然后调谐吗?我也是打pin口,但是改一次微带线参数重新跑的话很慢,他要划分网格啥的,我是通过这改参数然后调谐的。

A:对,在原理图调,就这种对的。

Q:奥奥,这种还是有点慢,我再试试有没有别的办法。
A:一次别替换那么多线,你一段一段替换。
Q:奥奥,好的我试试,谢谢。
变压器仿真能看出金属走线和过流的问题吗?
Q:有人知道么,如果金属走线宽度不够,变压器EM仿真,或者是pex后能够看出来么?
A:我记得看不出来。
Q:假如要走60mA,顶层抽头要通过Al层变换,然后这两个金属的通孔过电流是5.4,我就给了2个,如果按计算那肯定是不够的,但是我带入晶体管后,流过变压器电流没有变小,和理想元件仿的看的电流是一样的,我仿了下看不出来。
A:过流的最好别用ap,用次顶层吧?
Q:为啥?
A:ap过流就是不行啊,孔也少。
Q:孔比较麻烦,5.6的电流密度。
A:你可以电感臂过到次顶层,抽头那还用顶层,因为抽头要承受总电流,电感臂两边其实是一半电流,你如果不做110度的应用,85度的话Mz要比ap过流能力强两倍好像。
Q:顶层过电流肯定够了,危险点在抽头转其他金属的交界处,对吧?多打孔。
A:你现在多少电流?
Q:60mA。
A:那不是随便,Mz也挺够的,你高温要多少度?有要求吗?
Q:次顶层也够,我本来想用AP层,但是它的通孔对电流限制比较大。
A:确实,所以最好别用ap所以最好别用ap,在不过流的地方可以用,VB或者50欧那边。
Q:用在VB段变压器可以。
A:漏极的我一般就不用ap了,85度Mz1um可以过24mA左右 ap只能5mA。
Q:这个还和长度有关吧?我看文档里长一点会变小一倍。
A:对,而且我记得如果有两个过孔的走线 也可以乘2,你看过那个说明没有?
For Via or Contact number exceeding2(including2; Via array or Contact array structure), an adjustmentfactor for the line, Via and Contact DC current limits of the following table must be obeyed. In this table, thejunction temperature is 110C.
所以Mz基本可以过50mA
Q:,多谢!他这个L是不是指金属的L呢?TV是通孔。

A:是的。他不是给了示意图吗?我是t家的给了示意图。

Q:我翻了下t的确实有。
毫米波 PA 变压器匹配的 Z21 有何作用及含义?
Q:群里有做毫米波PA的吗,我看他们经常用transformer去做匹配,里面有一个转移阻抗Z21,在设计TF的时候起什么作用?像这个dBZ21的值是代表什么呢?我看通过Z21来确定带宽和带内gain ripple,那么它这个值的大小是啥含义啊?

A:gmZ21就是电压增益。
Q:嗯,现在它这个衡量的是无缘TF的Z21,意思这个值的大小和损耗有关。
A:在CMOS里器件就是电压控的gm电流源,这样设计更方便。
Q:就是这篇讲的无源TF做匹配的,我看基本上大部分毫米波PA都用TF做匹配。

A:讲的很清楚,看这篇,公式给你推的明明白白。

Q:好的,感谢感谢。
A:变压器就是一个高阶滤波器,一般有俩个极点,带宽越宽,插锁越大,就这个意思。
Q:好像和我们之前用的低频看的不一样,K和Q,Ls、Lp是一样的,但最终匹配我们看SDD和SCC,delata_dB和phase,以及CMRR,我看他这里面都没看哎。
A:再高一点就是耦合线 其实和变压器差不多,低频是窄带balun吧?基本都是用单峰。
Q:是的,低频主要就是阻抗变化比很大,不过也是用的特么这种垂直耦合或者平行耦合的方式。
A:在Rx还是Tx用的,Rx基本只要有电压增益就行,然后主要关注就是你说的平衡性。
A:毫米波把变压器当做电流源驱动的滤波器看,前后级的输入输出电容是负载,不考虑阻抗匹配,这个对CMOS还是比较适用的。
Q:HBT工艺做PA功率效率匹配、谐波抑制。
A:考虑阻抗匹配了。
A:Patrick Reynaert最初提出这个耦合线圈的方法的时候,没考虑阻抗匹配,CMOS输入阻抗本来就大,也无所谓。后来在初次级额外加电容,才考虑起阻抗匹配来了。
是的 低频小功率的话 管子那个输入实部基本可以忽略了,毫米波的话会和电感的Q差不多。
CMOS 毫米波 PA 最优负载阻抗随频率变化大吗?
Q:在请教大家一个问题像这种cmos毫米波PA它的阻抗随着频率变化大吗,我们做低频最优负载阻抗随着频率变化很大,所以做宽带匹配比较难,我看毫米波这么大的带宽它的阻抗是变化范围不大吗?
A:PA的最优阻抗等效出来的话应该变化不大吧?wanghua说的,等效成电阻电容并联,然后按照变压器匹配,等效出来的并联电容应该是差不多的。
A:最优的虚部变换蛮大的。
Q:嗯嗯,明白你们的意思了,所以说还是做功率传输,很难做到高效率了。
中控屏 WiFi6 模组射频测试标准该如何制定?
Q:群里有懂WIFI6模组测试的大佬吗?中控屏想问一问制定标准可以从哪些方面出发?
A:WiFi6芯片是高通的还是博通的?
Q:高通的。
A:那你说的这个标准是测试标准吗?
Q:是的是的,测试标准。
A:那就是你想制定一个测试用例吧?射频的部分的可以按照IEEE的11ax协议去制定。
Q:对,因为之前没找类似的应用场景(中控屏)的,所以里面的WIFI6模组的测试不知道从哪些方面出发,好的!谢谢佬!
功放偏置电路中的二极管起到什么作用?
Q:各位佬请教一个问题,图中的二极管起到什么作用?

A:看着像温度补偿,一般板级但是也需要考虑温度补偿吗?
A:要啊,发热情况下,能小范围补偿一下栅压。
A:这是用作静态工作点补偿的,目的是保持线性度,低温的时候提高静态工作点,高温降低静态工作点。两个并联补偿的范围更小一些。
Q:谢谢各位解答,但是我还是有几点没想清楚,低温的时候一般放大器增益高不需要调节栅压,应该级降低工作点。高温的时候增益低,应该提高栅压才对,还有就是红圈中的二极管两个蓝色箭头对地,左边的二极管为何又返回接到RT1节点处,形成环路,按理来说对地接一个二极管,二极管高温时导通电压降低,那么分压后栅压偏置电压就低了。高温时增益低,应该提高栅压才对。
A:角度不同,看你的具体应用。单看低温增益是变高的,可是静态工作点低了,线性度可能会变差。增益高了可以通过其他手段再去补偿,但是静态工作点对功放工作区状态影响很大的,高温静态电流会变大,所以才去拉低栅压,那不是环路啊,那是两个二极管并联下地,你再理解理解。
Q:谢谢各位!
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