PHY
多根天线
多根天线功能原理和组成
多根天线功能主要通过将内部天线模块工作信号输出到具体 IO 引脚上，通过 IO 引脚控制外部天线切换器选择指定天线，最多支持 16 根天线。
下图描述多根天线功能组成：
___________________________________________________________________________
____|____ _________ |
|PHY |--antenna_select[0] --> | | |
___|Antenna 0|--antenna_select[1] --> | | |
/ |Module |--antenna_select[2] --> | | ____|____
/ |_________|--antenna_select[3] --> | IO MUX |--GPIO[x0] --> ant_sel_in[0]--| | --- antenna 0
RX/TX ___/ | | And |--GPIO[x1] --> ant_sel_in[1]--| Antenna | --- antenna 1
\ ____|____ | GPIO |--GPIO[x2] --> ant_sel_in[2]--| Switch | ... ...
\ |PHY |--antenna_select[0] --> | Matrix |--GPIO[x3] --> ant_sel_in[3]--|_________| --- antenna 15
\___|Antenna 1|--antenna_select[1] --> | |
|Module |--antenna_select[2] --> | |
|_________|--antenna_select[3] --> |_________|
ESP32-S2 多根天线功能主要包含 3 个部分：芯片内部的 PHY 天线模块、IO MUX 和 GPIO Matrix、以及外部的天线切换器。
1.芯片内部的天线选择模块 PHY Antenna Module：
两个天线模块均支持工作于发送 (TX) 或接收 (RX) 模式，可以通过软件配置发送和接收选用某个模块。
每个天线模块最多支持输出 4 个天线选择信号
antenna_select[3:0]，该信号值可由软件配置并且可以一一映射到任意 IO 引脚。当某个天线模块处于工作状态时，IO 引脚的高低电平值为软件配置的信号值。
2.IO MUX 和 GPIO Matrix：
将内部 4 路天线信号输出到具体的 IO 引脚上。
3.外部的天线切换器：
一般为多路选择器，通过
ant_sel_in[x]引脚的电平，选择工作的天线，例如ant_sel_in[3:0]为0b1011，表示选中天线 11。
多根天线使用步骤
1.根据硬件电路设计及外部天线切换器确定用于控制天线切换的 IO 引脚。
2.配置天线选择信号输出到指定 IO 引脚
API
esp_phy_set_ant_gpio()用于配置antenna_selects[3:0]信号连接GPIO[x3:x0]。如果GPIO[x0]连接到antenna_select[0]，gpio_config->gpio_cfg[x0].gpio_select应设置为 1，且gpio_config->gpio_cfg[x0].gpio_num的值为GPIO[x0]。
3.配置内部天线工作模式及输出信号
API
esp_phy_set_ant()用于配置发送或接收时使用内部天线模块 0 或 1，并配置当天线模块 0 或 1 工作时的输出信号值。对于
ESP_PHY_ANT_MODE_AUTO模式目前不推荐使用。
多根天线配置参考例子
通常，可以执行以下步骤来配置多根天线：
配置
antenna_selects连接哪些 GPIOs，例如，如果支持四根天线，且 GPIO20/GPIO21 连接到antenna_select[0]/antenna_select[1]，配置如下所示:
esp_phy_ant_gpio_config_t ant_gpio_config = {
.gpio_cfg[0] = { .gpio_select = 1, .gpio_num = 20 },
.gpio_cfg[1] = { .gpio_select = 1, .gpio_num = 21 }
};
配置使能哪些天线、以及接收/发送数据如何使用使能的天线，例如，如果使能了天线 1 和天线 3，接收数据需要自动选择较好的天线，并将天线 1 作为默认天线，发送数据始终选择天线 3。配置如下所示:
esp_phy_ant_config_t config = {
.rx_ant_mode = ESP_PHY_ANT_MODE_AUTO,
.rx_ant_default = ESP_PHY_ANT_ANT0,
.tx_ant_mode = ESP_PHY_ANT_MODE_ANT1,
.enabled_ant0 = 1,
.enabled_ant1 = 3
};
注意事项
1.不同天线切换器，ant_sel_in[3:0] 的输入值中可能存在非法值，即 ESP32-S2 通过外部天线开关支持的天线数可能小于 16 根。例如，ESP32-WROOM-DA 使用 RTC6603SP 作为天线切换器，仅支持 2 根天线。两个天线选择输入管脚为高电平有效，连接到两个 GPIO。0b01 表示选中天线 0，0b10 表示选中天线 1。输入值 0b00 和 0b11 为非法值。
2.尽管最多支持 16 根天线，发送和接收数据时，最多仅能同时使能两根天线。
3.对于 ESP_PHY_ANT_MODE_AUTO 模式目前不推荐使用，主要有以下限制情况需要考虑：
因为发送数据天线基于
ESP_PHY_ANT_MODE_AUTO类型的接收数据天线选择算法，只有接收数据的天线模式为ESP_PHY_ANT_MODE_AUTO时，发送数据天线才能设置为ESP_PHY_ANT_MODE_AUTO。接收或者发送天线模式配置为
ESP_PHY_ANT_MODE_AUTO时，只要存在 RF 信号的恶化，很容易触发天线切换。如果射频信号不稳定，天线会频繁切换，使得总的射频性能无法达到预期效果。
推荐在以下场景中使用多根天线
1.应用程序可以始终选择指定的天线，也可以执行自身天线选择算法，如根据应用程序收集的信息来选择天线模式等。请参考 IDF 示例 examples/phy/antenna/README.md 来设计天线选择算法。
2.接收/发送数据的天线模式均配置为 ESP_PHY_ANT_MODE_ANT0 或 ESP_PHY_ANT_MODE_ANT1。
应用示例
phy/antenna 演示了如何在 ESP32-S2 上进行多天线软件切换。