通过评估板实现完整的无线系统信号链

无论您是需要检查新的嵌入式天线，天线开关，RF功率放大器还是更复杂的放大器，组件供应商提供的评估板和开发套件都可以快速，低成本地评估各种选项或在进行完整设计之前创建概念验证解决方案。选择范围还可以满足预算紧张的需求，从而使开发成本尽可能低。通过评估板，您可以实现从天线到收发器的完整无线系统信号链，甚至可以将该子系统链接到主机系统。

低成本评估板通常是相当小的子系统，通常是安装有组件的小型电路板，以及用于电源和信号输入和输出的几个连接器。一些电路板还包括一个小型原型设计区域，以便设计人员定制他们的解决方案。对于开发板上更复杂的电路尤其如此。这些电路板往往提供许多选项，使设计人员在开发解决方案时具有很大的灵活性。

让我们看看从天线到收发器的无线信号路径的一些评估/开发套件选项。即使是简单的无源设备（如可嵌入天线）也需要评估板来更好地确定天线在其使用的系统中的反应方式。 Antenova，Ethertronics，Laird，Pulse Finland和Taoglas都为其天线提供了简单的开发板。 Antenova的Mica 2.4 GHz SMD天线面向蓝牙，Wi-Fi和ZigBee，以及2.3和2.5 GHz的WiMAX以及WiBro。在天线下方具有适当接地平面的简单评估板可使天线提供最佳辐射方向图（图1a）。 Ethertronics提供多种评估选项，Savvi是嵌入式陶瓷天线，针对2.4至2.5和4.9至5.8 GHz频段的802.11a/b/g应用的无线局域网（图1b，左），而Prestta是标准的penta用于850/9001800/1900/2100 MHz频段的蜂窝系统的带状嵌入式天线（图1b，右）。两个评估板都是简单的设计，只包括安装在地平面上的天线和连接到系统其余部分的小型RF连接器。这两款天线均采用该公司独立的磁偶极子技术，有助于保持天线尺寸小，并最大限度地减少失谐，无论使用位置如何。

针对蓝牙和802.11应用，莱尔德科技的BlackChip™表面贴装天线采用小型表面贴装封装，安装在小型印刷电路板上（图1c）。该天线可以在2.4至2.5 GHz，5.5至5.35 GHz和5.7 GHz的频段上工作。对于工作频率为1，575 GHz的全球定位系统，两个紧凑型天线，一个来自Pulse Finland，另一个来自Taoglas，尺寸为10 x 3.2 x 4 mm和25 x 25 x 4 mm。虽然没有按比例显示，但公司评估板上的脉冲天线（图1d，左图）消耗的面积不到Taoglas天线的一半（图1d，右图）。

图1：天线评估板的设计相对简单，如Antenova（a），Ethertronics（左 - Savvi，右 - Prestta），Laird（c）和Pulse Electronics（d）都展示了。

天线与系统其余部分之间的信号通常通过开关进行路由，该开关为多频段天线或无线系统中的不同无线电之间提供频段选择。 μPD5902T7K是CMOS高功率SPDT（单刀双掷）开关，针对GSM和UMTS/LTE主天线开关，功率电平高达+35 dBm。该芯片来自CEL，安装在一个简单的电路板上，该电路板有三个RF连接器和几个电源引脚（图2a）。 Peregrine Semiconductor提供多种开关选项，利用其UltraCMOS工艺生产SPDT开关，如用于CATV，数字电视，多调谐器DVR，机顶盒和游戏机市场的PE43742，并推出PR42430 SP3T RF开关无线局域网和蓝牙，跨越0.1至3 GHz频率范围（图2b，左侧和图2b，右侧）。

图2：此处所示的RF开关是CEL（a）的SPDT电路，Peregrine Semiconductor的SPDT开关（b，左），公司的SP3T开关（b，右），基于Skyworks HEMT的开关，可处理20 MHz在SPDT配置中为2.5 GHz（c，左）和带宽为100 MHz至6 GHz（c，右）的DPDT版本。

为了处理更高功率的应用，在砷化镓中使用p沟道HEMT（高电子迁移率晶体管）器件实现的开关电路可以在20 MHz至2.5 GHz的频带内处理10 W。其中一款产品，Skyworks Solutions的SKY13290-313LF采用SPDT配置，采用小型2 x 3 mm，6触点四方扁平封装，安装在小型电路板上进行评估（图2c，左） ）。该公司的另一款pHEMT产品SKY13355-374LF工作在0.1至6 GHz频段，采用DPDT配置。当安装在评估板的中心时，微小的1.5mm²表面贴装封装几乎不可见（图2c，右图）。

作为信号路径的一部分，通常插入数字衰减器来控制信号强度。霍尼韦尔提供的这种设备HRF-AT4610可在DC至4 GHz范围内工作，并使用6位数字控制代码逐步衰减信号，范围为0.5至31.5 dB。该器件采用绝缘体上硅CMOS工艺实现，在1 GHz时的插入损耗仅为2.5 dB，在2.5 GHz时的插入损耗为3 dB。霍尼韦尔的评估板设计简单，芯片位于中心位置，数字输入和电源连接沿电路板顶部延伸（图3）。

图3：数字控制衰减器，霍尼韦尔HRF-AT4610，使用6位输入，以0.5 dB的步长控制0.5至31.5 dB的衰减。

进一步深入信号链，您通常会遇到的下一个模块是发送侧的功率放大器，以及接收侧的低噪声和基本放大器。针对蜂窝基础设施，双向私有无线电和宽带放大器，RF功率晶体管（如Cree的CGH40006）采用陶瓷或塑料表面贴装封装。 HEMT器件采用氮化镓（GaN）制造，效率高，在2 GHz时提供13 dB的小信号增益，在6 GHz时提供11 dB的信号增益。 Cree提供的评估板提供基本的功率放大器布局，晶体管支持必要的偏置和旁路元件，3 x 3 mm封装位于输入和输出端口之间的死点（图4a）。

Hittite Microwave提供整套功率放大器。 HMC580ST89 MMIC基于铟镓磷化物异质结双极晶体管（InGaP HBT），带宽为DC至1 GHz，增益为22 dB。该器件的评估板布局简单，放大器位于输入和输出连接器之间，并且布局针对900 MHz工作进行了优化（图4b）。在信号链的接收端，或作为输出级的驱动器，Hittiite低噪声放大器（LNA），HMC564LC4 MMIC，针对点对点无线电，军事和太空中的7至14 GHz频段和其他应用程序。基于pHEMT GaAs器件，该放大器在7至14 GHz频率范围内的噪声系数仅为1.8 dB（典型值）和17 dB的小信号增益。评估板在放大器与输入和输出端口之间有大的接地层和带状线连接（图4c）。

图4：功率放大器需要大的接地层和良好的散热，因为Cree（a），Hittite Microwave（b），Hittite低噪声放大器（c）以及RFMD（d）的功率放大器的评估板都说明了这一点。

RFMD的RFHA1000和RF3931功率放大器采用GaN HEMT器件实现，可提供15和30 W.RFHA1000可在50 MHz至1 GHz频段上运行，而RF3931可提供更宽的DC至3.5 GHz工作带宽。另一个放大器NBB-400具有DC至8 GHz带宽，并通过结合InGaP HBT和GaAs HEMT来制造宽带宽，以制造MMIC放大器，在2 GHz时提供15 dB增益，在6 GHz时提供14.6 dB增益。放大器的评估板将器件安装在输入和输出端口与重型接地层之间，从而为放大器的输入和输出提供屏蔽和匹配阻抗（图4d）。

对于更复杂的电路，还有更大的开发板和评估套件可用于检查下变频混频器，对数检波器，ISM频段收发器和许多其他功能等功能。