首先，理想的搭配
通常通信系统的射频前端需要阻抗匹配，以保证系统的有效接收和发射。在工业物联网的无线通信系统中，国家对发射功率有严格的要求，比如不超过+20 DBM；如果不能做好匹配，会影响系统的通信距离。
射频前端的理想情况是源端、传输线和负载端都是50ω，如图1所示。但这样的情况一般不存在。即使在设计过程中对电路进行了仿真，在板厂的制造过程中，线宽、传输线与接地层之间的间隙以及板的厚度都会存在误差。一般会预留焊盘用于调试。
图1理想阻抗匹配
二、芯片手册推荐电路偏差大的原因？
从事射频电路设计的工程师都有过这样的经历。在制作匹配电路时，他们根据数据手册中给出的S参数、电路拓扑和元件的值进行设计，最终的结果与手册中的结果相差很大。这是为什么呢？
主要原因是对于射频电路来说，“导线”不再是导线，而是具有特性阻抗。如图2所示，射频传输线被视为由电阻、电容和电感组成的网络，需要用分布参数理论进行分析。
图2传输线模型
阻抗与信号线的线宽(W)、线宽(T)、介电层厚度(H)和介电常数(ε)有关。其计算公式如下:
由公式可知，特性阻抗与介质层的厚度成正比。可以理解为，绝缘层越厚，信号通过它并与接地层形成回路所遇到的电阻越大，所以阻抗值越大。与介电常数、线宽和线宽成反比。
由于芯片的应用场景不同，虽然电路设计相同，但设计的PCB受结构尺寸、器件类型、放置位置等因素影响。，会导致板、板厚、布线的不同，特性阻抗的变化。当我们仍然使用手册中给出的参数进行匹配时，我们无法实现良好的阻抗匹配，自然实际测试结果与手册中给出的结果会有较大的偏差。
虽然我们不能完全照搬芯片说明书上的电路的所有参数，但是可以参考它的拓扑结构，比如π型，T型或者L型。那接下来应该怎么调试那些参数呢？
三。常规调试方法
PCB设计完成后，进入调试过程，有些工程师对于这个过程不知所措，不知道如何下手。有的工程师会回到数据手册，把手册提供的参数直接焊接到PCB上，通过光谱仪观察功率输出。如果不符合预期值；然后调整电容和电感，变大或变小，再焊回PCB，迭代直到输出值达到预期。
由于这种方法无法知道PCB上分布参数的阻抗，只能通过不断焊接和改变参数来调试，导致效率较低，不适合调试接收链路的阻抗匹配。
四。有没有更有效的调试方法？
如果能知道PCB上分布参数的阻抗，就可以根据史密斯圆图进行阻抗匹配，从而减少不必要的参数尝试。获得分布参数的阻抗有两种方法:一是用仿真软件建模仿真，但是材料、尺寸、结构等条件。需要已知才能建立模型，其工作量不亚于直接调试；即使能建立模型，如何保证其准确性也值得研究。其次，采用网络分析仪直接测量，直观准确。下面介绍如何通过网络划分直接获得特性阻抗。
图3是调试匹配电路参考图，由芯片模块、射频开关、天线组成。以射频开关的输出为50ω参考点，连接网络分析仪分别测量传输线到天线的阻抗和传输线到芯片端口的阻抗。匹配后，预计在天线方向从该点开始为50ω，在芯片方向为50ω。选择这个50ω参考点主要有两点考虑:一是从这个点到天线是接收和发射的公共链路，只需要匹配一次，还要考虑天线对阻抗的影响；到芯片侧是接收和发射链路，需要分别匹配；其次，虽然匹配电路的数量在增加，但每次匹配元件的数量却更少，减少了相互影响，提高了匹配效率。
图3调试和匹配参考图
5.测量分布参数的阻抗
测量前，校准网络分析仪。首先在PCB上焊接除匹配网络外的所有器件，然后打开阻抗网络的接地元件，用0ω电阻将串联元件短路，如图4所示。尽量不要用焊料短路，因为对于高频电路，焊料容易产生寄生效应，影响测量结果。
图4焊接调试装置
在天线匹配调试期间，需要断开与芯片的连接。芯片匹配调试时，需要断开与天线匹配组的连接，通过切换开关来调试接收链路的匹配和发射链路的匹配。
应特别注意测量传输链路的阻抗。一般来说，只要得到静态或小信号传输的阻抗，就可以帮助我们完成设计，因为芯片在传输时处于线性放大区。在得到阻抗后，我们可以通过微调器件来达到最佳的输出功率。工作状态下需要更精确的输出阻抗怎么办？当然也有可能，这就需要我们增加更多的设备，如图5所示。
图5 S22测量切屑排放时
图5中，被测放大器是芯片的功率放大器，使其进入最大功率输出；测试信号源向放大器提供反相输入信号a2；接收器通过定向耦合器检测放大器输出产生的反射信号B2；b2与a2之比是放大器的大信号S22参数。需要注意两点:一是被测芯片和测试信号源之间要加一个定向隔离器，防止信号源被大信号损坏；第二，芯片输出频率和信号测试频率要不同。
具体调试步骤如下:
1.将网络分析仪校准到与电路板相连的射频电缆；
2.通过网络分析仪测量阻抗；
3.史密斯圆图阻抗匹配；
4.选择合适的电容和电感，焊接在PCB上；
5.测量无线芯片的输出和输入是否符合要求。
在匹配过程中，一般遵循以下原则选择元件:
1.接地电容值不能太大。电容越大，容抗越小，信号容易流入and；
2.电容和电感值不能太小，因为有误差。电容和电感值越小，误差的影响越大，会影响批次的稳定性；
3.电容和电感选用常规值，方便更换和备料采购；
在阻抗匹配的过程中，首先要了解数据手册的参数，找到指导电路设计的依据，如电路拓扑图、S参数等。在调试过程中，借助网络分析仪测量实际电路的阻抗，并使用史密斯圆图帮助我们完成设计。最后，对电容和电感的选择提出了一些建议。希望这篇文章能在阻抗匹配方面给你一些帮助。
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课程大纲内容:
1.阻抗匹配和射频接地的功能
2.无源贴片元件的等效电路
3.单端和差分通道的详细说明
4.巴伦电路分析
5.RF电路PCB设计
6.接收器的噪声、增益和灵敏度
7.偏离、拦截和级联
8.模拟通信与数字通信的分析
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