Патч-антенна. Процесс разработки/изготовления., Минимальное число итераций? Опции

[evg123]

Преамбула:
Проектирую патч антенну. Она представляет собой несколько сфазированных резонаторов на одной стороне и платы, и питающие микрополоски - на другой стороне. На плате SMA - разъём, к которому подводится мощность, которая по микрополскам через межслойные перемычки попадает на резонаторы. Буду собирать стенд: генератор, СВЧ-кабель, антенна. Основной вопрос в КСВН. На частоте 20ГГц, тот генератор, что буду использовать - требует КСВН <= 2.0 . Т.е. изготовленная плата (с антенной и питающими микрополсками), припаянным к ней SMA-разъёмом и прикрученным к ней (конечно же динамометрическим ключём) СВЧ кабелем в сумме должны дать КСВН меньше двойки.

Вопрос:
Как этого добиться с минимально возможным числом итераций производственного цикла?

Возможное рещение:
1)Очевидно, что для расчёта использую САПР (ADS), рассчитываю топологию.
2)Изготавливаю пробный вариант платы по расчёту.
3)Припаиваю разъём (board edge connector). Для измерения КСВН подключаю через кабель VNA и строю диаграмму Смита. (Калибрую VNA так, чтобы убрать неоднородность, вносимую кабелем). Постороил.
4)Далее - использую процедуру деембеддинга неоднородности, вносимой SMA-разъёмом. В результате нахожу диаграмму Смита но уже без разъёма.
5)По этим эксперементальным данным рассчитываю согласующий микрополосок, чтобы идеально согласовать вход платы (сразу после разъёма) на 50 Ом.
6)Изготавливаю второй вариант. И готово!

Но:
Вопрос №1: есть ли такая процедура деембеддинга моего SMA разъёма по эксперементальным данным?
Вопрос №2: насколько можно верить результатам моделирования? Не получится ли так, что изготовленная плата настолько уплывёт по параметрам от ожидаемых (даже от ADS при всём к нему уважении), что согласующий микрополосок (на 5-ом шаге) будет сделать невозможно?
Вопрос №3: Что я сказал не так, как всё это можно оптимизировать?

[Neznayka]

Делал похожую антенну на 24 ГГц.
Во-первых, материал. На чем вы делаете плату? Я делал на RO4003C.
Во-вторых, производитель. Кто делает платы? Я делал в TePro, просил, чтобы покрыли серебром.
В-третьих, какой КМПП вы используете? Частота 20 ГГц немного выше, чем обычная рабочая для SMA (18 ГГц). Лучше брать КМПП с частотой до 26-27 ГГц (есть статья Джуринского "Соединители SMA с предельной частотой до 27 ГГц", где можно посмотреть, кто и что делает). Я использовал КМПП Super-SMA End Launch 292-04A-5 от Southwest Microwave, которые можно не припаивать к полоску (т.е. исключается влияние пайки на КСВН). Результат, конечно, отличался от расчетного, но остался в рабочих допусках.
В-четвертых, нужно предусмотреть механизм компенсации неоднородности. Для этого нужно прогнать плату по разбросу параметров.
А вообще, было бы интересно посмотреть топологию антенны. Т.к. на таких частотах межслойные отверстия могут внести сильные искажения в характеристики антенны.
Можно еще подстраховаться - прогнать одну и ту же топологию в разных симуляторах.
Все выше сказанное в какой-то степени позволяет ответить на Вопрос №2. По 1-му и 3-му надо думать...

[evg123]

Материалы:
Два ядра Ro4350b. Склеены двумя препрегами Ro4450B.
Одно ядро (0.254) - для питающих микрополосков.
Второе ядро (0.508) - для резонаторов.
Препреги - 0.101 - две штуки.

КМПП:
http://www.fairviewmicrowave.com/sma-femal...r-sc3060-p.aspx
Хотим такой или подобный.
Вопрос в том, что их S-параметры не указаны. Как сделать деембеддинг (чтобы выйти на реальные параметры) - пока не знаю, разбираюсь.
Есть ли что-то лучше, чем такой наплатный разъём в плане вносимой неоднородности?

Изготовитель:
Плату делает наш местный подрядчик. Имеет оборудование в Китае. Минимальный отверстие под механическое сверление - 0.2 мм.
Обратное сверление - не делает. Вполне достойный. (Впрочем - посмотрим). Поверхность будем порывать иммерсионным золотом.

Моделировали(FEM) в ADS, потом в Analyst-е. Результаты отличаются где-то на 10%. Общий вывод - респект и уважение ADS-у. У него всё как-то пошустрее.

Т.к. на таких частотах межслойные отверстия могут внести сильные искажения в характеристики антенны.

Выбирали размеры антенных резонаторов, чтобы на нашу частоту они входили в резонанс, далее запитывали резонатор через полосок и переходное отверстие,
и выводили параметры микрополоска, чтобы S11 давал хорошие результаты. Моделировали как единую электромагнитную структуру.

[serega_sh____]

Вопрос в том, что их S-параметры не указаны. Как сделать деембеддинг (чтобы выйти на реальные параметры) - пока не знаю, разбираюсь.
Есть ли что-то лучше, чем такой наплатный разъём в плане вносимой неоднородности?

Может пойти от простого...
Что мешает сделать измерительную перемычку с двумя такими соединителями на концах? Только плату и дорожки посторайтесь сделать как у Вас в проекте.
А потом зная полную матрицу S-параметров по принципу симметричности сделать экстракцию "полуперемычки". Или вообще Вашего соединителя зная параметры микрополоска. Мне кажется, что опорную плоскость лучше сместить на некорорую длинну от места пайки. Как я понимаю основная цель сделать с минимальным КСВ и знать электрическую длинну. А остальное не так важно

Вот например всех уж тыкаем в SouthWest. Делают при помощи TimeDomain исследования вариантов подключения к МПП.

[evg123]

Может пойти от простого...
Что мешает сделать измерительную перемычку с двумя такими соединителями на концах? Только плату и дорожки посторайтесь сделать как у Вас в проекте.
А потом зная полную матрицу S-параметров по принципу симметричности сделать экстракцию "полуперемычки". Или вообще Вашего соединителя зная параметры микрополоска. Мне кажется, что опорную плоскость лучше сместить на некорорую длинну от места пайки. Как я понимаю основная цель сделать с минимальным КСВ и знать электрическую длинну. А остальное не так важно

Вот например всех уж тыкаем в SouthWest. Делают при помощи TimeDomain исследования вариантов подключения к МПП.

Вот кстати говоря день это обдумываю. В точности, то что вы озвучили.