LC諧振濾波在LoRa射頻電路中的應用

一、LC諧振頻率計算以及仿真

LC諧振頻率計算公式：
??①在LoRa射頻電路中，LC諧振電路常用來濾除二次和三次諧波，以下為LoRa射頻參考電路：

??LoRa二次諧波主要靠紅圈位置電容電感并聯產生的諧振頻率來濾除，9.5nH和3.0pF并聯諧振頻率計算：

??并聯諧振電路以及S參數仿真圖如下：

??并聯諧振產生的插損（<-30dB）帶寬在15M，帶寬范圍比較窄，在調試過程中，盡量讓諧振頻率落在LoRa頻段（例如470M~510M）二次諧波開始位置，也就是470M二次諧波940M位置，如果諧振頻率太靠前會導致510M二次諧波偏高，可能會通過后續濾波進行壓制；太靠后會導致470M諧波偏高，而且該位置諧波突變比較大，基本沒有有效的方法進行壓制。
??②通過左右兩側并聯電容（C8,C9）來進一步提高對諧振頻率右側的壓制，并減小LoRa頻段（470MHz）的回波損耗，S參數仿真圖如下：

??在實際調試中，增大兩個并聯電容會提高LoRa的發射功率，但同時也會惡化二次諧波，所以在調試過程中進行折中考慮，保證兩者都符合測試標準。
??③電感（L4）和電容（C7）并聯構成一個低通濾波，來抑制高次諧波，S參數仿真圖如下：

??應用到射頻通路中的S參數仿真圖如下：

??④但是在實際調試過程中以上射頻電路無法達到預期的調試結果，二次諧波還會有超標的情況，這就會在射頻開關之后增加一級濾波來抑制二次諧波，但同時會增加射頻通路的回波損耗，降低發射功率。
??以上只是理想狀態下的仿真結果，僅做參考，下圖為LR36實際調試后結果：

??上圖可以看出LC諧振頻率在940M左右，940M之前頻率諧波變化較大，所以調試過程中需要注意諧振頻率的選擇。

二、開發總結

1、電感（L3）和電容并聯產生諧振頻率來壓制二次諧波；
??2、調整并聯電容（C7、C8、C9）來微調功率和諧波，根據實際測試，C8，C9對發射功率影響比較大；
??3、電感（L4）對高次諧波的抑制不明顯，電容（C6）也會參與匹配加隔直作用，但增大或減小匹配效果也不明顯，所以這個兩個器件基本不會進行調試；
??4、如果諧振頻率對二次諧波抑制較差，可嘗試在射頻開關之后增加一級濾波進一步抑制二次諧波；

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審核編輯黃宇