手机射频阻抗匹配调试方法
一、前言
TX:信号从基带芯片发出，然后经过transceiver将信号调制，再经过PA对信号进行放大，然后经过各个不同band的双工器将上行信号送到Transmit module，在Transmit module中进行开关切换、选择，然后发射出去。
RX:信号从天线进入，经过Transmit module对相应的band进行选择、切换，然后送入双工器对收发信号进行分离，然后送入Transceiver将信号解调，最后送入基带芯片。
FDD 射频链路
左边的虚线框是某手机项目的ID，即频段表。
中间的虚线框是射频前端的简单框图，放这个图是为了下面介绍FDD制式的射频匹配调试。
FDD射频电路架构
射频前端的原理图
二、什么是射频阻抗匹配
核心概念：
在射频电路中，我们追求的是最大功率传输和最小信号反射。要实现这一点，需要源端阻抗、传输线特征阻抗和负载阻抗三者相等。
对于手机射频系统：
源端： 通常是射频集成电路（RFIC），如收发器。
负载端： 通常是天线（Antenna）。
传输线： 主板上的微带线，其特征阻抗通常设计为50欧姆。
因此，阻抗匹配的目标就是通过在RFIC和天线之间增加一个无源网络（匹配电路），使得从RFIC看出去的阻抗以及从天线看进去的阻抗都尽可能接近50欧姆。
三、为什么在手机中尤其重要
性能指标：
效率： 阻抗失配会导致部分信号功率被反射回RFIC，而不是辐射出去。这直接降低了天线效率和整机传导功率。
灵敏度： 反射信号会干扰有用信号，增加接收机的噪声，从而劣化接收灵敏度。
线性度： 失配会导致功率放大器（PA）工作在非理想状态，产生失真，影响谐波和邻道泄露指标。
实际挑战：
天线限制： 手机天线体积小，其固有阻抗会随着频率、周围环境（如人手、头部）和结构ID（工业设计）的变化而剧烈变化，很少刚好是50欧姆。
宽带需求： 现代手机需要覆盖从600MHz到6GHz的几十个频段，一个固定的天线很难在所有频段都保持良好匹配，必须依靠匹配电路进行“调谐”。
四、 阻抗匹配调试
矢量网络分析仪（VNA）： 这是最重要的工具。
功能：用于测量S参数，特别是S11（回波损耗） 和史密斯圆图（Smith Chart）。
S11：直接反映了有多少功率被反射回来。S11越小（例如-10dB以下），匹配越好。
史密斯圆图：直观显示阻抗点（Z = R + jX），是进行匹配电路设计和调试的“地图”。目标是让阻抗点落在圆图的中心（50欧姆点）。
调试夹具与线缆：
需要低损耗、相位稳定的射频线缆。
必须对测试系统和夹具进行校准（Calibration），将参考面校准到被测件的接口处，消除测试系统本身的影响。
无源元件库：
包含各种封装（如0201, 01005）的电容（Capacitor）、电感（Inductor） 和电阻（Resistor）。
01005封装因其小尺寸，在现代手机中应用广泛。
焊接设备：
热风枪、精密烙铁等，用于在测试板上更换匹配元件。
五、 匹配电路的基本拓扑结构
手机中常用的匹配电路通常是Π型（Pi-type）或T型网络，因为它们可以提供更多的调节自由度。
L型网络： 最基本的结构，由两个元件组成（一个串接，一个并接），可以实现任意阻抗到50欧姆的匹配。是构成更复杂网络的基础。
Π型网络： 两个并联元件（通常是电容）加一个串联元件（通常是电感）。在手机中最为常见，因为它能提供更好的谐波抑制。
T型网络： 两个串联元件加一个并联元件。
匹配电路调好后，还需要进行最终验证：
传导测试： 使用电缆直接连接，测试整机的发射功率/接收灵敏度，确保满足3GPP标准。
无源效率测试： 在微波暗室中测试天线的辐射效率，确保匹配后效率有显著提升。
有源（OTA）测试： 测试整机的TRP（总辐射功率）和TIS（总全向灵敏度），这是最终衡量手机无线性能的指标。
六、二端口微波网络的传输和反射系数
二端口网络的微波示意图
七、公共端调试
公共端指的是在手机的射频电路中，所有的频段的共同通路，所有信号都是经过公共端，传输到天线，然后再耦合发射出去。因此公共端的性能好坏，决定了所有射频频段的性能。而公共端的调试主要目的是将公共端的匹配拉至50Ω，让公共端的差损尽可能小。
调试目的：使得公共端阻抗匹配，高中低频的信号传输的差损尽可能小。
调试方法：调整公共端匹配，利用网络分析仪查看S11和S22的位置，调整S21的差损。
在一个手机射频电路中，有不同的频段（band），因此公共端的调试也要兼容不同的band，让信号都能够以较小的差损来传输。
了解band信息之后，就能通过查询各个band的频率，来得知公共端所需要兼容的频段有哪些。
如上表所示，在调试公共端时，需要兼容所有的频点，但是由于如果调试过程中，带宽过宽则会增加调试难度和精度。因此我们可以将其划分为高中低三个频段，其中：
High band : 2500MHz~2690MHz
Middle band: 1710MHz~2170MHz
Low band: 699MHz~960MHz
因此公共端调试应当创建三个调试频段，每次更换匹配都要check三个频段的差损！要同时达到最优！
查看原理图，找到公共端，然后查看位号图，找到对应的点。
我们要利用网分查看从connector端口到TxM之间的公共端的差损，因此我们需要将靠近天线端的connector（即扣线头）连接到网分的port2端口，作为S22，将公共端输入到TxM的端点连接到网分的port1，作为S11，然后S21即为公共端通路插损，我们的目标就是将S21减小。
焊接cable头，利用网分查看插损，调试匹配。
八、发射端调试
1. 收敛的调试，也就是对双工器的收发公共端的调试。（调大小）
调试目的：为了将一个band内的所有频率能有较好的一致性，不会有太大的差别，并且在调发射的时候，各个频点都落在PA loadpull的统一区域内，使得其性能都能处于较好的位置。
2. 发射端调试，也就是对PA输出端的匹配调试。（调位置）
调试的目的：使得发射功率达标时，ACLR和电流都能达标。
