Breite der Antennenzuleitung für Chip-/PCB-Antenne?

Ich entwerfe ein Board mit nrf52832einer Chipantenne ( 2450AT18B100Johanson Technology) für 2,45 GHz (im Grunde BLE). Aber ich habe ein paar Fragen zum Standard 50 ohm characteristic impedancevon Antenna Feed Line.

In meiner Platine ist die Antennenzuleitung coplanar waveguide with bottom ground plane. Soweit ich weiß, hat die Übertragungsleitung Kapazität, Induktivität und Widerstand. Der Standard schlägt jedoch vor, die Impedanz der Antennenzuleitung auf 50 Ohm zu halten (was resistiv ist).

Bedeutet das, dass die Übertragungsleitung auch bei der HF-Frequenz (2,45 GHz in meiner Leiterplatte) mitschwingt und nur bei dieser Frequenz resistiv ist?

Die Chipantenne (2450AT18B100 Johanson Technology) gibt an, dass sie eine Impedanz von 50 Ohm hat. Bedeutet das, wenn meine Antennenzuleitung 50 Ohm hat, brauche ich keine passenden Komponenten?

Sie bedeuten charakteristische Impedanz. Das ist also das Verhältnis von Breite zu Abstand von der Grundebene. Es gibt viele Rechner online. Sie benötigen höchstwahrscheinlich kein passendes Netzwerk.
@MadHatter: Meinen Sie damit, dass die charakteristische Impedanz von CPWG bei 2,45 GHz einen Widerstand von 50 Ohm haben wird?
50 Ohm bei jeder Frequenz. Die charakteristische Impedanz verschiebt sich nicht viel mit der Frequenz. Denken Sie an ein Koaxialkabel ...
Aber wie könnte es dann nur resistiv sein? Denken Sie nicht, dass es Kapazität und Induktivität haben sollte?

Antworten (1)

Hat die Chipantenne eine Eingangsimpedanz von 50 Ω , und die Leitung hat die gleiche Impedanz, dann sieht die von der Antenne belastete Leitung auch wie 50 aus Ω Impedanz, die hineinschaut. Wenn Ihr Verstärker dies erwartet (normalerweise), dann benötigen Sie keine Anpassung.

Wenn Sie eine Leitung mit der richtigen Geometrie, d. h. der richtigen Breite, auf einem Substrat mit einer bestimmten Dicke und Dielektrizitätskonstante platzieren, mit den richtigen Abständen zur oberen Masseebene, dann hat sie ein Breitband 50 Ω Impedanz.

Es gibt viele Online-Rechner, die Sie verwenden können, um Ihnen geeignete Abmessungen zu geben. Koplanar mit Boden hat zu viele Variablen, um die Abmessungen im Kopf zu behalten, aber beachten Sie, dass Sie mit gewöhnlichem Mikrostreifen (dh koplanar mit Boden mit sehr großen Lücken!) Auf FR4 ungefähr kommen 50 Ω mit einer Linie, die doppelt so breit ist wie die Substratdicke. Eine koplanare Linie ist schmaler als diese, da ein gewisses Feld mit dem oberen Metall gekoppelt ist.

Obwohl die Leitung eine Kapazität zur Erde hat und Sie eine Induktivität pro Längeneinheit definieren können, sind beide gleich. Der Effekt ist, dass, wenn ein Spannungssignal entlang der Leitung läuft, ein Stromsignal mitläuft, und sie stehen im Verhältnis 50 Volt zu 1 Ampere, oder 50 Ω . Diese Impedanz beträgt nominell konstante 50 Ohm von DC bis zu Frequenzen, bei denen die Unvollkommenheiten der Leitungsgeometrie oder der dielektrischen Gleichmäßigkeit signifikant werden, oft viele GHz sogar für einfaches FR4 und 10 GHz für 4350.

Ihrer Meinung nach ist eine Standardimpedanz von 50 Ohm die Größe der komplexen Impedanz der Übertragungsleitung (in meinem Fall CPWG)?
@abhiarora Ich bin mir nicht sicher, ob ich Ihren Kommentar/Ihre Frage verstehe. Idealerweise beträgt der Realteil der Leitungsimpedanz 50 Ohm und der Imaginärteil (die Dämpfung) so nahe wie möglich bei Null. Da die Dämpfung normalerweise gering ist, entspricht die Größe der komplexen Impedanz ziemlich genau dem Realteil. Wenn ich „die Leitung“ sage, meine ich „die 50-Ohm-Leitung, über die wir sprechen“, nicht „alle Übertragungsleitungen“. Offensichtlich hat eine Leitung mit einer anderen Geometrie eine andere Impedanz und damit ein anderes Volt/Ampere-Verhältnis für die Signale, die daran vorbeilaufen.
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