Anpassung der HF-Übertragungsleitung

Ich entwerfe ein Board, das ein LTE-Modul enthält. Ich bin etwas verwirrt über die Gestaltung der Leiterbahn zwischen Modul und Antenne.

Soweit ich weiß, muss ich diese zusammenbringen:

  • Impedanz des Antennenausgangs des Moduls
  • Charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung
  • Impedanz der Antenne

Impedanz von Modul und Antenne sind in ihren Unterlagen mit 50 Ohm angegeben. In diesem Fall muss ich eine Übertragungsleitung mit einer charakteristischen Impedanz von 50 Ohm entwerfen.

Ich plane, einen koplanaren Wellenleiter mit unterer Erdungsschicht als Übertragungsleitung zu verwenden. (2 Lagen Platine, 1,6 mm Platinenhöhe) Ich habe ein paar Online-Rechner und Appcad ausprobiert, um Werte für Leiterbahnbreite und -abstand zu berechnen, um eine Impedanz von 50 Ohm zu erhalten. Ich konnte aufgrund von Pad-Breiten anderer Komponenten und Einschränkungen des Herstellungsprozesses keine geeigneten Werte für mein Design finden.

Gibt es eine Möglichkeit, diese charakteristische Impedanz an externe Komponenten wie ein Pi-Anpassungsnetzwerk anzupassen? Oder hängt es nur mit der Leiterbahnbreite und dem Abstand zusammen (auch die Dicke des Dielektrikums, die Kupferdicke usw.)

Ich habe versucht, ein anpassungsfähiges Design zu machen. Ich habe ein Pi-Netzwerk hinzugefügt, um die Impedanz der Übertragungsleitung anzupassen (?). Ich habe einen vom Modulhersteller empfohlenen Hochpassfilter hinzugefügt. Ich habe auch einen zusätzlichen uFL-Anschluss hinzugefügt, um VNA anzuschließen. Ist es ein guter Weg, so zu tun?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In welchem ​​Frequenzband arbeitest du?
@ThePhoton Es ist ein NB-IoT-Modul. Daher variiert die Häufigkeit je nach Region oder Dienstanbieter. Es scheint 2 Hauptfrequenzbereiche zu geben, 700-900 und 1700-1900 MHz.

Antworten (1)

Es ist ideal, wenn die Leiterbahnbreite die gleiche Breite wie Ihr Pad hat, da das Pad einfach als Verlängerung der Übertragungsleitung fungiert. In den meisten Fällen ist dies jedoch nicht möglich, aber keine Panik, denn dies ist nicht das Ende der Welt. Wenn das Pad viel breiter als die 50-Ω-Leiterbahn ist, ist es eine gute Idee, eine Lücke auf der/den Masseebene(n) unmittelbar unter dem Pad zu haben, um die parasitäre Kapazität zu reduzieren, die durch das Pad und den GND darunter dargestellt wird. Das Modul und der Antennenhersteller (ich gehe davon aus, dass Sie eine Chipantenne verwenden) sollten eine Anleitung geben, was zu tun ist.

Verwenden Sie jedoch einfach eine 50-Ω-Mikrostreifen-Übertragungsleitung mit der Breite, die Sie basierend auf der dielektrischen Höhe und der Dielektrizitätskonstante, die Sie haben, berechnet haben. Ich würde auf der obersten Schicht einen Abstand zu GND von mindestens der zweifachen Leiterbahnbreite verwenden. Es ist sehr wichtig, dass Sie GND-Durchkontaktierungen unter den GND-Pads neben Ihrem Modulantennen-Feed-Pad platzieren. Das gleiche gilt für die GND-Pads Ihrer Antenne (ich gehe davon aus, dass Sie eine Chip-Antenne verwenden).

Ich empfehle nicht, ein passendes Netzwerk hinzuzufügen, um das Vorhandensein einer Nicht-50-Ω-Übertragungsleitung zu kompensieren. Das Problem ist, dass die Anpassung schmalbandig sein wird und Sie sie benötigen, um über einen breiten Frequenzbereich richtig zu funktionieren. Allerdings ist es immer eine gute Idee, Vorkehrungen für eine Anpassung der Antennenimpedanz zu treffen (anstelle einer Impedanzkompensation der Übertragungsleitung). Ich würde das Pi-Netzwerk direkt neben der Antenne halten, die Sie bereits haben. Ich würde die Shunt-Komponenten jedoch etwas näher an der Serienkomponente halten. Ich kann nicht sagen, welche Komponentengröße Sie verwenden - ich würde 0201 verwenden (damit Sie einen größeren Bereich an Komponentenwerten unterhalb der Eigenresonanzfrequenz haben, die Sie verwenden können).

Danke für die Antwort. Die Antenne, die ich verwenden möchte, ist Taoglas Cyclone FXUB64.18.0150A. Dies ist eine flexible PCB-Antenne mit einem uFL-Abschluss. Ich werde daran denken, die Abschlussbreite mit Antennenpad zu passen. Ist es in Ordnung, wenn ich am Abschluss eine Trapezform verwende? Sie sagen also, wenn die Breite meiner Spur 0,6 mm beträgt, muss ich einen Abstand von 1,2 mm zur GND-Ebene haben, die sich links und rechts von der Antennenspur befindet, richtig? Wird es auf diese Weise zu einer Mikrostreifenleitung? Sie sagten also im Grunde, dass ich routen muss, während ich berechne, um eine Impedanz der Übertragungsleitung von 50 Ohm zu erhalten?
Wie ich sehe, wirst du einen Anschluss am Ende der Spur haben. In diesem Fall habe ich einen zusätzlichen Ratschlag, die Leiterbahn kurz zu halten, da der Verlust (pro Längeneinheit) auf der Leiterbahn der Leiterplatte höher ist als der Verlust auf dem Mikrokoaxialkabel der Antenne. Wenn man sich die Rückflussdämpfungskurve der Antenne ansieht, sieht man, dass sie bei niedrigeren Frequenzen ziemlich schmalbandig ist. Möglicherweise können Sie die Antenne so verwenden, wie sie ist, oder Sie müssen möglicherweise eine Anpassung hinzufügen, um die Resonanz von 750 MHz in der Frequenz etwas höher zu ziehen. Ein Vektornetzwerkanalysator wäre dafür nützlich.
Beim steckerseitigen Abschluss würde ich den GND unter dem Steckerpad weglassen; Auf der Modulseite würde ich mir keine allzu großen Sorgen machen. Die Trapezform sollte in beiden Fällen in Ordnung sein. Ja, wenn Sie einen Abstand von ~ 2 W einhalten, wird sichergestellt, dass die Impedanz, die Sie erhalten, nahe an dem liegt, was Sie mit einem Mikrostreifenmodell berechnet haben, was ich empfehle. Koplanare Konstruktionen sind in solchen Fällen nicht typisch. Ja, entwerfen Sie es als 50 Ω, da sowohl Ihr Modul als auch die Antenne diese Impedanz erwarten.
Danke. Ich werde deine Ratschläge im Hinterkopf behalten.
Anpassung der HF-Übertragungsleitung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v