GPS-Leistungsprobleme mit PCB-Layout mit Patch-Antenne

Ich habe Probleme mit dem Empfang meines GPS-Moduls - einem Quectel L76L. Ich schließe die Antenne über einen U.Fl-Anschluss an. Ich weiß, dass das Problem irgendwie auf mein Layout zurückzuführen ist, da es auf einem Breakout-Board funktioniert, das ich gekauft habe (das eine Chipantenne verwendet), aber nicht auf der von mir hergestellten Leiterplatte. Ich habe eine ganze Reihe von Dingen ausprobiert, aber keine scheint gut zu funktionieren. Es dauert weit über 10 Minuten, um repariert zu werden, und weitere 10 - unendliche Minuten, um Messwerte zu erhalten. da stimmt definitiv was nicht.

Dinge, die ich im Auge behalten habe:

  • Übertragungsleitung - Halten Sie die Leiterbahnlänge unter 0,25 Zoll
  • Durchkontaktierungen - sowohl viele Videos rund um das Signal für den koplanaren Wellenleiter als auch spärlicher.
  • Spurbreite - Ich habe die berechnete 50-Ohm-Impedanz von 42,2 mil und die 35-mil-Breite verwendet, die das GPS-Datenblatt empfiehlt - Welche Breite sollte ich verwenden, da die Spurbreite größer als das Pad ist? Ich habe in einem Video gesehen, dass empfohlen wird, eine möglichst große Leiterbahnbreite zu verwenden, um dem Pad des Chips zu entsprechen (dies wäre 31 mil).
  • Bei Verwendung einer aktiven Antenne verwende ich einen 10-Ohm-Widerstand und eine 47-nF-Induktivität

Bitte sehen Sie sich das Layout unten an, das nicht funktioniert hat. Gibt es einen Fehler, der offensichtlich ist? Ist es in Ordnung, dass ich das Induktorpad auf den Mikrostreifen lege?

kein Polygonguss nicht funktionierendes Layout

Bitte sehen Sie sich auch dieses Design an, das ich für FAB einsenden möchte. Bei diesem habe ich die Antenne viel näher an das GPS-Gerät gebracht, ich habe die Spurbreite reduziert, um sie an die Pad-Breite des GPS-Geräts (31 mil) anzupassen, und ein paar Bias hinzugefügt, die etwas größer sind. Ich habe auch einen Passthrough-Kondensator hinzugefügt.

Neues Design Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sieht dieses Design so aus, als würde es funktionieren? Nach ungefähr 6 Iterationen bin ich ratlos, was das Problem sein könnte ... Jeder Rat wird sehr geschätzt.

Ich denke, Sie verlieren viel Leistung aufgrund mangelnder Antennenanpassung. Mich interessiert auch, wie du die Patch-Antenne ausgesucht hast..
Das [Dokument] [1] gibt auch an, dass ein externer LNA für eine bessere Empfängerempfindlichkeit und TTFF empfohlen wird. [1]: quectel.com/UploadImage/Download/…
Ich habe die Modulspezifikation nicht durchgelesen, aber was mir auffällt: Es gibt keine DC-Sperrkappe. Sind Sie sicher, dass es in Ordnung ist, die Antennenversorgungsspannung an Pin 11 anzulegen?
Hallo @stowoda - Im Handbuch heißt es auch: "Es besteht keine Notwendigkeit, einen externen LNA zu verwenden ... da ein eingebetteter LNA bereits im Modul verwendet wird". Eine Sache, die mich verwirrt, ist, ob meine Antenne tatsächlich aktiv oder passiv ist, wenn es sich um eine Patch-Antenne handelt. In der Praxis habe ich festgestellt, dass es überhaupt nicht funktioniert, wenn ich es nicht wie gezeigt durch einen Induktor mit Strom füttere ... obwohl ich dachte, meine Antenne sei passiv.
Hallo @Andreas - Die Schaltpläne zeigen es so. Bitte sehen Sie sich die Schaltpläne auf Seite 29 an. Ich habe in jemandes Video für ein Ublox-GPS (ähnlich) gesehen, dass sie einen Passthrough-Kondensator hinzugefügt haben, also habe ich das auch bei dem neuesten Layout getan, das ich oben gezeigt habe. quectel.com/UploadImage/Download/…
@Andyaka - Siehe Datenblatt hier - Schaltpläne sind auf Seite 29. quectel.com/UploadImage/Downlad/… Meine neuen Schaltpläne können hier eingesehen werden ibb.co/Ldj1bgd
@TroyCados Ich gebe zu, im Datenblatt wird keine DC-Blockierung erwähnt. Wie lautet die Teilenummer dieses Steckers, sollte ein Hirose U-FL sein, richtig? Achten Sie darauf, Sperrzonen einzuhalten. Die Anzahl der Vias und die sehr kurze Signalleitung ist eine Art Overkill. Auch die genaue Wellenleiterbreite sollte für eine so kurze Leitung nicht kritisch sein.
@Andreas Danke. Ich habe gerade einen Polygonausschnitt für die U-FL-Aussparung hinzugefügt. Ja, es ist ein Hirose U.FL. Dies ist meine 7. Iteration und alle vorherigen sind gescheitert - also übertreibe ich irgendwie, um alle Möglichkeiten auszuschließen. Glaubst du, dass die Anzahl der Vorurteile weh tun wird? Fällt Ihnen noch etwas auf, warum dies möglicherweise nicht funktioniert? Danke.
@TroyCados Die Vias werden nicht schaden. Nichts sticht wirklich hervor, sorry.

Antworten (2)

Ich habe das Board bekommen und was meiner Meinung nach den größten Unterschied gemacht hat, war eigentlich nur eine größere Patch-Antenne. Ich denke, alle meine Modelle haben am Ende tatsächlich funktioniert, nur nicht sehr gut mit diesen winzigen 10 mm x 10 mm Antennen (schlägt vor, dass mein Design noch besser sein könnte).

Ihrem Design fehlt das Pi-Matching-Netzwerk. Für aktive Antennen benötigen Sie einen 56-pF-DC-Blockkondensator, nur um auf der sicheren Seite zu sein, falls Ihre aktive Antenne Gleichstrom in Ihre HF-Einspeisung einspeist. Versuchen Sie für die nächste Umdrehung, eine solide Grundplatte zu haben, und gießen Sie, Ihre hat Löcher darin.

GPS-Leistungsprobleme mit PCB-Layout mit Patch-Antenne
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