влияние стека платы на печатную антенну Опции

[Almaz1988]

Добрый день.
С RF никогда не сталкивался, возникла необходимость разработать Bluetooth LE устройство.
Нашел open source pcb проект с печатной антенной. Но там указаны нетипичный диэлектрические
константы препрегов (4.4 и 4.8) и ядер (4.8).
Будет ли работать устройство (принимать Bluetooth сигнал), если я закажу плату с другим стеком?
Насколько это критично?
Если нет, то потребуется пересчитать антенну, например в HFSS ?

[Almaz1988]

Возможно и сильно, по интерфейсу надо смотреть.
Вот вдогон видео про parametric sweep https://www.youtube.com/watch?v=unIC87_4_zM
Еще есть ключевое слово optimetrics там анализ параметров и автоматический подбор под заданные условия.
Видео на русском обязательно посмотрите https://www.youtube.com/watch?v=2886U5Fs0gk

Спасибо, обязательно ознакомлюсь!

Меняя диэлектрическую проницаемость, центральная частота обязана уходить в сторону, так как по факту меняется длина волны в диэлектрике.

Коллеги, посоветуйте пожалуйста литературу в области проектирования радиочастотных плат, если таковая существует.
Для понимания влияния параметров стека платы/конструктива/компоновки на резонансную частоту/качество сигнала.

[ScrewDriver]

Коллеги, посоветуйте пожалуйста литературу в области проектирования радиочастотных плат, если таковая существует.
Для понимания влияния параметров стека платы/конструктива/компоновки на резонансную частоту/качество сигнала.

Вы ставите очень масштабную задачу; я лично отучился шесть лет по специальности "радиотехнические системы" и шестнадцать лет отработал в области проектирования радиочастотных плат, но не могу сказать, что полностью понимаю все аспекты влияния конструктива/компоновки на качество сигнала. А вы хотите вот так вот сразу чтобы книгу

Пожалуй, вот навскидку Танг Чан "Высокоскоростная обработка сигналов и аналоговых систем" 2013 года - информация по практической ЭМС сложных аналого-цифровых печатных плат, и по печатным антеннам Garg R., Bhartia P. Microstrip Antenna Design Handbook.
Ну и "начальный курс черной магии" и "высший курс черной магии" - если вы готовы к такому объему и подробностям.

[Almaz1988]

Вы ставите очень масштабную задачу; я лично отучился шесть лет по специальности "радиотехнические системы" и шестнадцать лет отработал в области проектирования радиочастотных плат, но не могу сказать, что полностью понимаю все аспекты влияния конструктива/компоновки на качество сигнала. А вы хотите вот так вот сразу чтобы книгу

Пожалуй, вот навскидку Танг Чан "Высокоскоростная обработка сигналов и аналоговых систем" 2013 года - информация по практической ЭМС сложных аналого-цифровых печатных плат, и по печатным антеннам Garg R., Bhartia P. Microstrip Antenna Design Handbook.
Ну и "начальный курс черной магии" и "высший курс черной магии" - если вы готовы к такому объему и подробностям.

Спасибо :-)

Так выложите антенну, проверим. И как стек меняете покажите. Как согласуете?

Итак. Передираю вот эту плату:
https://www.nordicsemi.com/eng/Products/Blu...-Evaluation-Kit
Ту, что идет как USB dongle. Во вкладке "downloads", если перемотать в самый низ, то можно
скачать Altium-овский PCB проект этой платы:
https://www.nordicsemi.com/eng/nordic/downl...8973/7/35135178
Нам нужен проект PCA10000
Вид печатной платы - на фото "1.jpg"
Длина антенны - 27.835 мм, что примерно соответствует четверти длины волны Bluetooth LE =
2.4 ГГц. Под антенной отсутствуют полигоны земли на всех слоях платы.

Стек платы - "2.jpg"
Плата 4-ехслойная с диэлектриками различной диэлектрической проницаемостью. Горя не знал бы,
но завод изготавливает платы из материалов с другой диэлектрической проницаемостью. Поэтому
и нужно пересчитать плату. А для начала будет логично смоделировать имеющуюся плату.
Воссоздал плату в HFSS: стек платы и антенну в малейших, как мне кажется деталях. Вроде ничего не
упустил.
Ориентируясь на следующее видео задал radiation boundary и excitation port:
https://www.youtube.com/watch?v=dHvuFT6N95k

Если кому интересно, по ссылке можно скачать весь проект целиком:
https://cloud.mail.ru/public/4DS7/Txe2ouz4d
Если вдруг, проект не откроется по какой-либо причине, фото "4.jpg" - скриншот проекта.

Результаты я получил сомнительные на мой взгляд - фото "3.jpg"
Такое возможно, что у bluetooth антенны резонансная частота - 2.6 ГГц с еще большим резонансом на частоте 7.4 ГГц?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Hale]

Такое возможно, что у bluetooth антенны резонансная частота - 2.6 ГГц с еще большим резонансом на частоте 7.4 ГГц?

практически наверняка.
2.6x3=7.8. А с учетом дисперсии в слоеной структуре, запросто и скорее всего опустится, например до 7.4. Но на это не стоит обращать внимания, а "рубить" меш на 2.6 и свипировать вблизи этой частоты.
В HFSS вообще имеет смысл считать только вблизи частоты "нарезки" меша, т.к. все что отстоит больше чем на полдлины волны начинает быстро приобретать большую ошибку по частоте, понизить которую можно только мелкозернистой "шинковкой" модели.

Во вторых проницаемость 4.8 может быть от 3.9 до 5.0 в зависимости от частоты и типа диэлектрика.
Чтобы понять какой разброс отмоделируйте дизайн на +/10% от заложенных значений.

кстати, верно. Для достоверности надо спроектировать простые полосковые линии в разных слоях и попросить производителя их изготовить. Затем промерять на VNA и подогнать /epsilon в модели HFSS. Только после этого начинать оптимизировать антенну.

Если в итоге, как соберу плату и качество сигнала окажется плохим

для этого на плате закладывают неподсоединенные подстроечные площадки согласователей, "хвосты" четвертволновых отрезков и пр. И далее пайкой, или скальпелем по показаниям VNA. А HFSS поможет вам понять где и чего закладывать, чтобы S-параметры двигалисб в нужную сторону.

Сообщение отредактировал Hale - Dec 5 2016, 01:26