Antennenanpassungsnetzwerk. Was? Warum? Wie?

Ich entwerfe eine kleine Platine mit einem Sender im 900-MHz-Band. Da HF definitiv nicht mein stärkstes Thema ist, versuche ich im Grunde, alle Datenblattempfehlungen bezüglich des richtigen Layouts, Leiterbahnen usw. zu befolgen. Allerdings finde ich den Hinweis auf ein "Antennenanpassungsnetzwerk", das ich entsprechend "brauchen könnte", rätselhaft sowohl für den Transceiver ( AT86RF212B ) als auch für die Antennenspezifikationen des W3113 .

Betrachten Sie das folgende Bild, das im Referenzdesign der Antenne zu finden ist:

Passendes Netzwerk im Antennendatenblatt

Das obige Bild erwähnt das passende Netzwerk, sagt aber nichts darüber aus, wie es gestaltet werden soll.

Mein Board sieht derzeit so aus; Meine Spuren sollen der Antennenimpedanz (50 Ohm) entsprechen und sind wirklich kurz (2,6 mm von IC-Pins zu Balun, 6,3 mm von Balun zu Antenne, 11 mm insgesamt):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die hellblaue Komponente ist die Antenne, ZT1 ist der Balun und U1 ist der Transceiver-IC. Der IC-Ausgang ist 100 Ohm symmetrisch, während die Antenne eine 50-Ohm-Speisung benötigt.

Was ist angesichts dessen genau ein Antennenanpassungsnetzwerk, warum sollte ich eines brauchen und wie kann ich es entwerfen? Ich habe versucht, im Internet danach zu suchen, aber die Hinweise, die ich gefunden habe, waren zu komplex oder zu abstrakt für mich.

Wenn die Antennenimpedanz nicht an den Sender angepasst ist, werden die Treibersignale reflektiert, und wenn sie reflektiert werden, werden sie nicht abgestrahlt.
Sie entwerfen es, indem Sie einen Vektornetzwerkanalysator (VNA) in die Hände nehmen und damit die Impedanz bei der interessierenden Frequenz messen. Mit Hilfe eines Smith-Diagramms (obwohl nicht erforderlich) bestimmen Sie die LC-Komponentenwerte, um es so zu machen, wie Sie es brauchen (50 Ohm in diesem Fall).
@apalopohapa, aber warum sollte ich etwas anpassen, wenn meine Antenne 50 Ohm hat, meine Spuren 50 Ohm haben und mein Balun einen 50 Ohm-Ausgang hat? Außerdem habe ich keinen Zugriff auf VNA. Alles, was ich tun kann, ist "Schreibtisch"-Designarbeit und bekomme entweder ein funktionierendes oder nicht funktionierendes Board. :(
Weil die Antenne keine perfekten 50 Ohm haben wird. Sogar das Gehäuse, in das Sie es einbauen, ändert seine Impedanz. Ohne einen VNA würde ich empfehlen, ein Referenzdesign genau zu replizieren (einschließlich PCB-Dicke und -Material) und das passende Netzwerk zu verwenden, das sie darin verwendet haben.
Für das, was ich in YouTube über VNAs sehen kann, bräuchte ich mindestens einen Connector, um den Pfad zu testen, was für mich keine Option ist (es würde das Design stark stören). Mein gesamter Vorschubweg beträgt nur 11 mm. (430mil) lang!
Sie können ein Koaxialkabel direkt anlöten, ohne dass ein Stecker erforderlich ist. Einige Leute machen eine Version der Platine, nur um die Antenne abzustimmen und das passende Netzwerk zu bestimmen.
Wenn Sie in die Mitte des folgenden Links scrollen, sehen Sie ein Beispiel: lsr.com/white-papers/antenna-matching-within-an-enclosure
Ich bin auch ziemlich neu in der HF-Sache. Ich habe dies jedoch schon einmal mit einer Komponente in Reihe mit der HF-Spur und einer anderen parallel (zu Masse) gesehen. Ich bin noch nicht darauf gestoßen, zwei Komponenten in Reihe zu haben ... Wie auch immer, berechnen Sie Ihre Spuren, fügen Sie die zwei (oder drei) Komponenten-Footprints ein, lassen Sie die parallele Position leer und füllen Sie die Reihenpositionen mit 0-Ohm-Kurzschlüssen. Das sollte Ihnen nahe kommen. Wenn die HF-Anpassung dann nicht gut genug ist, können Sie lernen, wie man das Anpassungsnetzwerk aufbaut (und abstimmt), und Sie haben bereits die Pads zur Verfügung.
Könnte ich die Messung eines armen Mannes improvisieren, indem ich mein Gerät in der Nähe eines geeigneten Empfängers aufstelle und den RSSI bei verschiedenen Frequenzen im Bereich teste? Könnte das funktionieren? Wie gesagt, ich habe keinen Zugang zu einem VNA.

Antworten (1)

Ehrlich gesagt, du bist wahrscheinlich in Ordnung. Die Leiterbahnlänge ist kurz genug, dass sie wirklich nicht zu wichtig ist. Der wichtige Teil ist die Ausgangsimpedanz des Baluns und des Transceiver-ICs, die wahrscheinlich nur etwas nahe an der Differenz von 100 Ohm liegt. Sie können etwas Reichweite verlieren, aber die Tatsache, dass Sie eine Chipantenne verwenden, ist wahrscheinlich wichtiger.

Das Einfügen von Fußspuren zum Spielen mit dem Streichholz könnte hilfreich sein, aber es könnte auch eine große Dose Würmer öffnen.

Eine Dose Würmer zu öffnen, ist tatsächlich genau meine Angst. Die Antenne ist jedoch spiralförmig, kein Chip. Ich werde die Frage mit einem Link zu ihrem Datenblatt bearbeiten.
Was würdest du an meiner Stelle tun? Würden Sie die LC-Fußabdrücke überspringen oder nur für den Fall platzieren? Danke für deine Gedanken.
Es sind 6 von einem, ein halbes Dutzend von dem anderen. Ich würde die Fußabdrücke persönlich einfügen, weil ich das schon einmal gemacht habe und Werkzeuge brauche, um es zu reparieren. Wenn ich keinen VNA oder Zugang zu einem VNA hätte, würde ich es als erledigt bezeichnen und mich mit Dingen befassen, die ich beheben könnte. Wenn Sie sehen möchten, wie gut es ist, führen Sie einen Antennen-Reichweitentest durch und sehen Sie, wie nahe Sie an den Schätzungen sind.
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