Überlegungen zur Chipantennenmontage

Es ist wahrscheinlich eine Abstimmschleife oder eine andere Struktur, die dazu führt, dass die kleine Chipantenne "langsamer" arbeitet, als sie wirklich ist (dh sie zwingt, im 868-MHz-Modus statt in einem schnelleren Modus zu arbeiten). Wenn Sie es fallen lassen, wird mit ziemlicher Sicherheit der Betrieb beeinträchtigt, aber die einzige Möglichkeit, zu messen, wie viel, ist mit einem VNA. Leider ist dies der übliche Kompromiss; niedrigere Frequenzen machen Antennen mit größeren physikalischen Merkmalen.

Betreff: 50-Ohm-Spur und 115mil Dicke. Ja, das ist richtig für eine 2-lagige 1,6-mm-FR4-Platine. Und ja, es ist sehr breit. Ich verwende auf meinem M12 eine 4-Layer-Platine . Typischerweise liegen die Dicken zwischen den Schichten 1-2 und 3-4 nahe beieinander (ca. 8,26 mil), während 2-3 weit voneinander entfernt sind (vielleicht 40 mil). Prüfen Sie den Stackup bei Ihrem Leiterplattenhersteller. Wie auch immer, mit einer geringeren Dicke sollten Sie beginnen, vernünftigere Leiterbahnbreiten von 50 Ohm zu sehen.

Es ist ein Belastungselement, das die Anpassung und Resonanz bei der Betriebsfrequenz beeinflusst, wie Mariano Alvira vorschlägt.

Sie erhalten die vom Hersteller angegebene Leistung mit dem empfohlenen PCB-Material, Aufbau und Layout-Design, aber das bedeutet nicht, dass es keine „gleichwertigen“ oder besseren Optionen gibt, die unterschiedliche Entscheidungen in Bezug auf PCB-Material, Aufbau und Geometrie beinhalten könnten Antennenbelastung / Layout. Sie konnten nicht jedes mögliche Layout aufzählen, also schlugen sie etwas vor, das einigermaßen optimale, leicht reproduzierbare Ergebnisse als Designleitfaden liefert.

Wenn Sie die Routing-Form der Ladespur etwas ändern möchten, ist dies wahrscheinlich praktikabel. Wenn Sie das Design gegenüber dem Referenzdesign ändern, sollten Sie die Auswirkung auf die S-Parameter / Antennenrückflussdämpfung gegenüber der Frequenz über Ihre interessierenden Bänder charakterisieren und möglicherweise geringfügige Anpassungen am Anpassungsnetzwerk auf der Zuleitungsseite vornehmen, um die fälligen Änderungen zu kompensieren zum Antennenladeseitenelement.

Eigentlich sollten Sie eine solche Charakterisierung sowieso auf Ihrer Prototyp-Leiterplatte durchführen, selbst wenn Sie dem empfohlenen Layout des Antennenherstellers folgen, da sogar Variationen der passiven (L, C, R) Komponentenparasiten aufgrund der Designs verschiedener Komponentenhersteller die Anpassung beeinflussen können.

Wenn Sie kein gut impedanzgesteuertes PCB-Material und keinen Fertigungssteuerungsprozess verwenden, kann dies auch die Impedanz im zweistelligen Prozentbereich ändern. Selbst eine Änderung der relativen Position der Antenne auf der Leiterplatte oder der Einfluss anderer Faktoren aufgrund des Gehäuses, der Leiterplattenform oder anderer Komponenten auf der Leiterplatte verändert die Antennenabstimmung und Anpassungsleistung. Scheuen Sie sich also nicht, Änderungen am Antennendesign zu charakterisieren, aber denken Sie daran, dass Sie die Verwendung eines VNA planen sollten, um alle vorgenommenen Änderungen zu bewerten und zu optimieren, es sei denn, Sie haben sehr lockere Leistungstoleranzen in Bezug auf Antennenleistung und Wiederholbarkeit gegenüber Prozessänderungen .

Ich würde es jedoch vermeiden, eine Durchkontaktierung in die Antennenladeleitung oder Speiseleitung einzubauen, es sei denn, dies wird von den Antennen- / SOC-Anwendungsingenieuren vorgeschlagen, und Sie sollten versuchen, die Leitungsimpedanzen so zu konstruieren, dass sie 50 Ohm betragen, wie sie es vorschlagen. Saturn PCB hat einen netten Rechner , der Leiterbahnimpedanzen und so weiter für einfache Aufbauten zumindest ungefähr behandelt.

Die Vermeidung von scharfen Biegeecken der Leiterplattenspuren ist bei 868 MHz und FR4-Material nicht so wichtig, daher würde ich dem vorgeschlagenen Layout (rechte Winkel und alle) als Ausgangspunkt nach Möglichkeit mit einer Genauigkeit im Submillimeterbereich folgen. Wenn Sie die Antennenleistung mit unterschiedlichen physikalischen PCB-Abmessungen und -Layouts charakterisieren möchten, möchten Sie möglicherweise ein Panel voller Testplatinen mit nichts als einem SMA-Anschluss, der Antenne, den Speise- / Anpassungs- / Ladeschaltungen und einer ähnlichen PCB-Form / Masse herstellen Ebene / Sperrzonenstruktur, wie sie in Ihrem Produkt verwendet werden könnte.

Sie können die HF-Leistung der depanelisierten Testplatinen vergleichen und sogar kleine Änderungen an den Platinen mit alternativen Komponenten, Kupferstreifen, einem Gebrauchsmesser usw. vornehmen, um Variationen auszuprobieren und das Gesamtdesign zu optimieren. Sie können ihre Anwendungstechniker jederzeit um einen qualitativen Rat bezüglich des relativen Risikos einer Änderung bitten.

Wenn Sie Zugriff auf etwas wie SONNET oder Microwave Office oder ähnliches haben, können Sie möglicherweise sogar die Kombination aus PCB und Antenne modellieren, um die Auswirkungen verschiedener Layout- und PCB-Geometrieänderungen zu untersuchen, aber es fehlt ein sehr gutes Nahfeld / Feed / PCB-Parasit Modell der Antenne selbst, solche Modelle werden nur allgemein qualitativ sein und nicht alle physikalischen Gegebenheiten der realen Welt vollständig vorhersagen.

Der Versuch, die Leistung mit einer Testplatine zu charakterisieren, ist oft der beste Weg, obwohl eine Art Monte-Carlo-Analyse um mehrere variierende toleranzbezogene Parameter herum hilfreich sein kann, um die Hüllkurve der Gesamtleistung zu sehen, die Sie möglicherweise in der Produktion erzielen.