PCB GSM антенна и SIM900 Опции

[Beginning]

Нашёл в сети PCB антенну. Вроде говорят ничего. Сделал плату. Присобачил антену напрямую к выводу SIM900. Длина дорожки от SIM900 lk антенны 7.8мм. Кто может покритиковать?

[Beginning]

Вот немного подправил


Может кто сказать, какое растояние должно быть между антенной и земляным полигоном, и какое растояние может быть у соединяющих дорожек антенны.Какая толщина дорожки должна быть. И нужно ли ставить согласующий П фильтр. Вроде как вход у такой антенны пишут что 50 ом.

[pau62]

Эти вопросы надо задавать разработчику этой антенны. Если он не доступен, можно просто лунной ночью прокричать их погромче , и ждать ответа.

[Baser]

Может кто сказать, какое растояние должно быть между антенной и земляным полигоном, и какое растояние может быть у соединяющих дорожек антенны.Какая толщина дорожки должна быть. И нужно ли ставить согласующий П фильтр. Вроде как вход у такой антенны пишут что 50 ом.

Для общего развития у Симкома есть документ
 AN_SMT_Module_RF_Reference_Design_Guide_V1.01.pdf ( 298.34 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1173

сейчас я его в закромах "Гамма - Украина" чего-то не нашел.
Там есть общие рекомендации и примеры.

Еще можете поглядеть документ:
AN_SIM900_SIMCom_Monopole PCB Antenna

Основной вопрос тут - какая печатная плата.
Для самого бюджетного варианта 1.5 мм двухсторонний FR-4
ничего хорошего не получится, там обычный микрополосок на 50 ом получается около 3 мм ширины.
(ищем по ключевым словам "microstrip line calculator")

А общие рекомендации по зазорам с землей - не менее 3-х ширин микрополоска.
Так что платы не хватит

А вообще, знающие люди говорят, (я к ним в области RF не отношусь ) что на длинах до 2 см можно сильно не считать.
Я у себя дорожку к SMA разъему сделал 0.6 мм с зазорами 1.8 мм - по расчетам получалось что-то около 100 ом волновое сопр. и порядка 3 дБ затухание. На практике пока проблем не заметил, хорошо принимает и совсем без антенны, на одну дорожку

[CADiLO]

http://microchip.ua/simcom/SIM900x/AppNote...Guide_V1.01.pdf

[Beginning]

http://www1.sphere.ne.jp/i-lab/ilab/tool/ms_line_e.htm
Посчитал для следующих параметров:
er=4.2
h=1.5
t=0.035
f=900MHz
Получил 2.95556640625mm

Правильно ли я понял что мне надо толщину линии делать 3mm? А растояние между линией сигнала и линией земли какое? тоже 3 mm?
А растояние от антенны до земляного полигона 3*3=9mm?

Этот расчёт приводится для случая когда с обратной стороны текстолита имеется фольга. А если фольги нет? Может стоит убрать земляную фольгу с обратной стороны?

[Alt.F4]

t=0.035

там надо вводить значение в мкм

Сообщение отредактировал Alt.F4 - Nov 28 2011, 15:46

[GeGeL]

Боюсь, подобные вещи просчету не поддаются Надо пробовать на контрольно-измерительной аппаратуре испытать. Мало того, дай Бог, чтобы была достигнута повторяемость хотя-бы в пределах одной партии печатных плат, не говоря уже о разных партиях (на разном текстолите) у разных их производителей.

Но бабочка красивая - эстет делал, однако

Сообщение отредактировал GeGeL - Nov 28 2011, 15:51

[Alt.F4]

Я когда-то изучал форум по поводу PCB GSM антенны. Так вот лучшим вариантом была признана змейка длиной ~80мм.
А вообще видел много сигнализаций, где вместо антенны был припаян кусок провода.

[pau62]

Дык и в большинстве сотовых антенны сляпаны из непойми чего. Только они работают, ибо у их разработчиков для этого есть время, бапки и аппаратура.
А если хотяб одной из этих составляющих не хватает, то вполне реально попасть на бапки и время))))

Сообщение отредактировал pau62 - Nov 28 2011, 17:04

[Aner]

Кроме времени бабок апаратуры нужны еще знания те мозги и опыт. Вот если всех этих нет тогда можно поасть.
Без мозгов с временем бабками и апаратурой вы точно попадете на бабки в наше время.

Да что критиковать, если расчитали то сделать померить на мосту делов то.
Если пользуете готовое, то попасться можно на согласовании выхода с антенной.
Я бы предусмотрел 2-4 согласующих элемента 0603 размером, так как китайцы и делают.

Микрострип не предполагает отсутствие меди на нижней стороне. Убирать нельзя.
Да, ваша антенна близка к оригиналу, но не оригинал.
Те упрошения которые вы допустили не дадут вам аналогичных параметров как у оригинала.

[Beginning]

П фильтр заложить то можно - но чем измерить то параметры антенны? У меня из приборов пока только тестер и осцилограф. Полез посмотреть в нет как генератор хотябы собрать на 900 мГц, но блин опять собери генератор собери то,собери сё - и год пройдёт.
Я тему завёл не зря, посмотрел сколько стоит SMA разъём на плату - почти 4$ так, что то перехотелось покупать. Устройство предпологается максимально дешёвым, на счету каждый цент.

[Alt.F4]

Я бы предусмотрел 2-4 согласующих элемента 0603 размером, так как китайцы и делают.

А можно об этом по подробнее или где почитать?

[Telit]

Нашёл в сети PCB антенну. Вроде говорят ничего. Сделал плату. Присобачил антену напрямую к выводу SIM900. Длина дорожки от SIM900 lk антенны 7.8мм. Кто может покритиковать?

рисунок вашего "фрактального вибратора" (это нынче такое новомодное течение в антенной и СВЧ тематиках) говорит 4-х частотных диапазонах + еще 3G....

1. зачем оно вам? если рассчитать резонансы на 2 частоты (европейский GSM), то сам элемент будет проще и эффективней работать + выше повторяемость в серии на материалах вроде FR4 c малым разбросом параметров.

2. то что вы назвали дорожкой, по науке, должно быть рассчитанной микрополосковой согласованной линией передачи.
Кстати МПЛ, в том виде как вы ее представили, должна иметь еще земляной слой с другой стороны.
у вас его нет. землю убрать то тоже можно, но тогда МПЛ должна быть компланарной.
вообще этот элемент самый главный!

3. При хреновом КСВ, или проще - согласование с вашей антенны, вы получите повышенное энергопотребление SIM900 в режиме GPRS передачи или Voice соединения. Это связано с особенностями стэков SiLabs-NXP, а теперь ST-Ericsson, на чем склепан сим900.

P.S. закажите расчет какому нибудь профи.

[Aner]

Начнём с того что:
1. Это не фрактальный вибратор, ( просто почитайте литературу по фракталам и сравните, ну не пошли они в изделия из-за неэффективности )
И где вы это увидели фракталы? И где вы увидели вибратор? Там же петля замкнутая. Ну тд.

2. микрополоски разные бывают, но не главные они, поскольку короткие растояния. То что там ошибка с этим понятно, ну на малых растояниях потеряет 1-2 dB от силы а может и того меньше.

3. КСВН, ну допустим 2, нестрашно, будет работать без всякого повышенного энергопотребления. Повышенное энергопотребление ну не как не может быть связано со стеком.
Повышенное энергопотребление зависит только от мощности в режиме передачи, в дальних, удаленных зонах от соты, в затененных зонах, в зонах с плохим или не уверенным приемом.

[Beginning]

Насчёт вибратора насмешили.(Блин я думал стёб, а аказывается есть такие )
А теперь по порядку. Антенна не моя, я её взял в сети. В сети есть примерно три варианта печатных антенн. Этот наиболее встречающаяся. Люди которые делали её говорят что работает. Ширина дорожки для МПЛ на 900мГц должна быть 3мм (так показывают программы расчёта), поэтому я остановлюсь на копланарной линии (пока как считать не нашёл). Металлизацию уберу.
Читал топик, где чел экспериментировал со змейкой путём её постепенного укорочения, оптимальный размер оказался порядка 8 см. Т.в. чел пишет что по мере согласования антенны потребление модуля возрастало, т.е. при несогласованной антенне модуль ел меньше положенного. Да кстати, МПЛ порядка 1 см, я пытался сделать как можно короче, возможно тогда можно пренебречь вносимым её реактивным сопротивлением?
P.S. Заказ расчёта антенны в мой бюджет не входит. Полагаю, что нормальный расчёт будет стоить более 1000$. А посредственный, так и я смогу.
Вот Datasheet антенны

Прикрепленные файлы

 390PCB__Embedded_Antenna_.rar ( 398.23 килобайт ) Кол-во скачиваний: 371

 

[Aner]

А можно об этом по подробнее или где почитать?

Cсылку выше видите, 6 страница, второй рисунок (внизу). Цепи согласования волнового сопротивления выходного усилителя с вашей аненной.
зная данные, берете и считаете номиналы. Программ много разных для этого есть, например NUHERZ.

[Beginning]

Весь фикус в том, что надо знать входное волновое сопротивление антенны, а не зная его ничего не расчитаеш.

Блин, посмотрел как выглядит копланарная линия, так у меня вобще неведомый мутант какойто

[Aner]

...
Вот Datasheet антенны

Повторяли многие эту антенну на одоной стороне, но КСВ такой не кому не удалось получить. Получали ~2-3.
Предположили, что там не FR-4 и есть внутренний, скрытый слой с разводкой.
Подделок таких антенн тоже много продают.

[Beginning]

Так что вы посоветуете? В топку? тогда чем заменить? Змейкой?

Посоветуйти КСВметр для 900мГц с минимальными затратами.

[Aner]

Зачем в топку. Делайте соответственно вашему уровню, вашим возможностям. КСВН 2..3 для таких антенн не оптимален, но работать будет. Вы же не серийным производством занимаетесь. Зачем вам гнаться до абсолютных значений без инструментов? Змейка, будет получше, можно получить на нижнем диапазоне 1,5. Это уже хорошо.
КСВметр для 900мГц.
Поищите ( размер 1206, 0805) SMD ответвитель (иногда встречается в старых мобильниках), и сделайте как у радиолюбителей, выпрямление( детектирование) и измерение. Поищите конструкции в инете КСВ метр для GSM диапазона.

[Peps]

На этом сервере есть рисунок печатной антены, которая впаивается перпендикулярно основной плате. Я таких сделал превеликое множество. На мой взгляд огромное их преимущество - излучение антенны перпендикулярно дорожкам основной печатной платы - соответственно и наводки малые. По характеристикам получались как "хорошая" китайская штыревая с SMA разьемом и проводком от разьема 8 см, даже чуть лучше (на 1-2 единицы по шкале +CSQ).

[Master of Nature]

Зачем в топку. Делайте соответственно вашему уровню, вашим возможностям. КСВН 2..3 для таких антенн не оптимален, но работать будет. Вы же не серийным производством занимаетесь. Зачем вам гнаться до абсолютных значений без инструментов? Змейка, будет получше, можно получить на нижнем диапазоне 1,5. Это уже хорошо.
КСВметр для 900мГц.
Поищите ( размер 1206, 0805) SMD ответвитель (иногда встречается в старых мобильниках), и сделайте как у радиолюбителей, выпрямление( детектирование) и измерение. Поищите конструкции в инете КСВ метр для GSM диапазона.

Как я понял - топикстартер рассчитывает именно на серийное производство. Иначе бы его не смутила цена 4 у.е. за разъем SMA. (хотя, если цена так важна, можно купить дешевые китайские за 15...20 руб/шт.)
С точки зрения дешевизны - ПМСМ - лучше проводок длиной 80 мм припаять к антенному входу.

[CADiLO]

SMA001-R/A - SMA разъем угловой, для монтажа на печатную плату - $0.85 Тайвань - качество отличное. http://www.microchip.ua/pictures/smara.jpg
К нему обычно ставят AP22A параллельно плате. http://www.microchip.ua/pictures/ap22.jpg
GSM штыревая антенна с прямым разъемом SMA male (желтый). 824-960 / 1770-1880 МГц. КУ 2 дБ. Размеры 45x5мм. - $1.6
ТС из Бреста, значит может купить через Минский Альфа-софт.
В сумме дешевле чем он озвучил один разъем, да и не надо мудрить с расчетами, местом на плате и прочее......
Получается как ниже на рисунке, только с одним отличием - на рисунке угловая антенна стоит на прямом разъеме поэтому высоко над платой.
Если ставить наоборот - прямую антенну на угловой разъем, то будет практически вплотную.

[=F8=]

SMA001-R/A - SMA разъем угловой, для монтажа на печатную плату - $0.85 Тайвань - качество отличное. [url="http://electronix.ru/redirect.php?http:
...........................................................

Ну с таким-же успехом можно обычную змейку на плате сделать.

[CADiLO]

Можно, но несколько наших клиентов попробовали делать антенну на плате - вернулись к обычной антенне. Почему - я не спрашивал.

[Beginning]

Спасибо. Попробую заказать. По поводу антены - я разбирал такие антенны - там простой провод (походу металлический с латунным напылением) толщиной с треть миллиметра - полуволновый вибратор. Во всех описаниях на такие антенны пишут усиление 0db. Да и работают они так себе. (по сравнению с автомобильной на грипке например). Отказались от PCB я думаю из-за неудобства. Антенна на проводе намного практичнее, особенно если прибор в железном ящике стоит, при хреновом сигнале всегда можно поставить получше (вплоть до направленной)и место выбрать с хорошем уровнем сигнала.
Я тоже планирую отказаться, но в последующих более дорогих устройств. А сейчас устройство low end уровня.

Раздербанил маленькую антену - там спиралька.

[CADiLO]

Я на форуме приводил фото поставляемых нами антенн - повторю тот пост здесь.

"У меня лежат антенки подобного типа от разных поставщиков.
В одной кусок провода буквой Г - усиления никакого, еще одна просто "пружинка" - тоже ноль целых фиг десятых.
А вот на самой нижней правильно посчитаная и навитая двухдиапазонная "пружинка" - усиление 2.7ДБ"

Вот как раз самая нижняя и продается как AP22A. Мы долго перебирали разных производителей пока не отсеяли явное Г.

[=F8=]

Можно, но несколько наших клиентов попробовали делать антенну на плате - вернулись к обычной антенне. Почему - я не спрашивал.

Да вернусь то понятно почему. ИМХО внутренние антенны это от лукавого - экономии на копейку, а возможности срезаются на рубль. Направленную антенну в зоне неуверенного приема не поставишь, девайс в железный ящик/подвал не засунешь....

[CADiLO]

Ну в принципе наверное да - пока в городе и сота на каждом углу, то и на гвоздь работает, а если отъехать на границу покрытия, то уже надо задумываться о нормальной антенне. Кстати мы сначала предлагали волновые каналы для выносных антенн, но они громоздкие были.
А сейчас нашли чудную антенку. Небольшая и достаточно чуствительная.
http://www.microchip.ua/pictures/ada900m-1800_21_rg58.jpg
http://microchip.ua/simcom/Antenna/ADA900M-1800_21_RG58.doc

[Aner]

И где ее диаграмма направленности? У пассивной то антенны Ку=12dB! не ошиблись ли ?
Тогда явно - направленная или не 12dB.

[Romashki]

Классно было бы если б китайцы сделали встроенную антену в сим900.

[CADiLO]

Антенна направленная, я и не утверждал что там круговая направленность.

[Beginning]

Судя по формфактору там либо бегущая волна, либо волновой канал урезаный, а скорее всего логопереодическая.

[Aner]

Судя по формфактору там либо бегущая волна, либо волновой канал урезаный, а скорее всего логопереодическая.

Там ни то и не другое а третье. А зачем это логопереодическая в GSM_е, делать ей там нечего, только помехи собирать.

Антенна направленная, я и не утверждал что там круговая направленность.

диаграмму хочу видеть. По ней предположу тип антенны. Хотя и так догадываюсь что там и как.

[Master of Nature]

диаграмму хочу видеть. По ней предположу тип антенны. Хотя и так догадываюсь что там и как.

ADA-0059, GSM/3G Antenna Yagi Single/Dual/Quad Band
Такая информация достаточна для вас?

Подробнее смотрите сайт изготовителя www.adactus.se.

В прилагаемой доке тоже был написан тип антенны.

Прикрепленные файлы

 ADA_0059.pdf ( 149.93 килобайт ) Кол-во скачиваний: 106

 

[Aner]

Да, согласен, тут в явном виде и названии, Yagi или волновой канал. Большой усиление компенсируется недостатком - плоскостью поляризации.

[CADiLO]

Да, волновой канал. Делают тайваньцы. http://www.professor.com.tw/yayi-in%20door.htm
(Кстати шведы из адактуса почему-то тоже на иероглифы перешли )
Выпускаются под заказ на 6, 8, 12, 18 dbi (по умолчанию 8) - отличаются размерами, количеством и формой вибраторов внутри и ценой.
Кроме того тайваньцы предлагают с разными кабелями и разъемами. Мы выбрали поставку с 15 метрами RG58.
Плоскость поляризации особо недостатком не считаю, так как у операторов антенны на базовых станциях работают в обоих плоскостях, да и на подвижные объекты эту антенну не ставят. Зато на выносах к границе покрытия работает прекрасно. У нас из Крыма народ много ее берет - очень довольны результатами.

[Aner]

15 метров RG58 прокачивать надо бы усилителем. Плоскость поляризации большой недостаток, зависит от погоды итд, да и решит опсос сменить зонную конфигурацию облучателей, сменит антенны в вашем направлении на перпендикулярную поляризацию и тогда пропадет связь. То что покупают и работает это ответ менеджера по продажпам а не инженера.

[Beginning]

Чем выше коэффициент усиления волнового канала тем резонанснее он. Что не очень хорошо для GSM который облодает широкой полосой. А на диапазон 1800 (или 900 если резонанс на 1800), походу вообще работать не будет.

[CADiLO]

>>>>да и решит опсос сменить зонную конфигурацию облучателей, сменит антенны в вашем направлении на перпендикулярную поляризацию

опсос что, идиот??? захочет добровольно от лицензии отказаться???
наши операторы все ставят антенны с двойной (вертикальной и горизонтальной) поляризацией.
это прописано в их лицензиях, точно так же как обязательный ответ транслитом на USSD и многое другое.
поэтому тут и инженером особенно быть не нужно - достаточно почитать нормативные документы НКРС.

может быть у вас все несколько по другому и операторы чудят как хотят, но у нас за некоторые "чудеса" взялась комиссия НКРС
и шаловливые ручки операторам укоротила. хотелось бы конечно чтобы поболее порядка навели, но и того что есть уже немало.