Jump to content

    

Схема согласования широкополосной антенны

Друзья, доброго времени суток!

Появилась задачка подключения радиомодуля NB-IoT (BC66) к антенне. С учётом используемых диапазонов частот нашими операторами в сетях LTE (диапазоны B20 (UL: 832-862 МГц, DL: 791-821 МГц), B3 (UL: 1710-1785 МГц, DL: 1805-1880 МГц) и  B8 (UL: 880-915 МГц, DL: 925-960 МГц)) выбрал многополосную антенну Molex 2047740001.
И тут возник главный вопрос - каким образом согласовывать антенну на несколько диапазонов? Т.е. на 1 частоту ещё понятно, но как на две или на три? Путём расширения полосы? Но тут полоса свыше 1100 МГц получается...
Ещё один вопрос связан с тем, как рассчитывать форму проводников под три эти диапазона. Или опять же нужно просто взять "центр масс" всех этих частот?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Почитайте внимательно PDF. Третий вариант согласования для случая использования всех диапазонов частот. Не забудьте, что форма и габарит Ground должны соответствовать этому PDF. Иначе характеристики антенны будут другими.

Edited by uve

Share this post


Link to post
Share on other sites

Антенна эта ... так себе. Параметры слабенькие. Она двух диапазонка. Из-за объединения двух нижних диапазонов, в даташите все расписано, у нее кпд там ... хорошо если 35% получите, еще и разводку правильно нужно сделать. А то и того меньше будет. Из ее даташита следует что она подогнана к 50 Омам ( хотя врядли, но что-то около того будет) по каждому диапазону. Посему особо согласовывать нечего; она и так все из себя к 50 Омам...

Печалька таких антенн, то что чаще будут работать на верхнем диапазоне, где направленность более выражена, тут нужно понимать особенность ее применения.

 

В этом ANе как ее разводить, подключать. ->https://www.molex.com/pdm_docs/as/2047740001-AS.pdf

Шаг вправо-влево от рекомендаций - получаете ухудшение параметров

 

Да и потом хотелось узнать где это ОПСОС, и кто ... поддерживает все эти диапазоны для LTE Cat NB1?

Думается как были два диапазона под GPRS/EDGE

B3 (UL: 1710-1785 МГц, DL: 1805-1880 МГц) и 

B8 (UL: 880-915 МГц, DL: 925-960 МГц)

так и остались у ОПСОСа.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Согласовываете с 50 Ом, и берете антенну которая как-то согласована с 50 Ом

Нужна печатная антенна или можно крупную штыревую? Если штеревая подойдет, то за $1 можете купить такую антенну готовую

https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/727788/727788_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/727210/727210_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/727409/727409_original.jpg

https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/728413/728413_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/727881/727881_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/728168/728168_original.jpg

Могу снять мерки или сделать модель в HFSS.

 

3 часа назад, mysol сказал:

как рассчитывать форму проводников под три эти диапазона. Или опять же нужно просто взять "центр масс" всех этих частот?

Форма проводников рассчитывается под characteristic impedance, например 50 Ом. Он частотно независимый (в первом приближении).

 

1 час назад, Aner сказал:

узнать где это ОПСОС, и кто ... поддерживает все этои диапазоны для LTE Cat NB1?

скорее вопрос производства устройства, которое будет работать в произвольной географии с произвольными операторами и должно быть универсальным

 

Тепловой КПД в таких антеннах менее важен чем пространственная направленность. Низкий КПД дает пенальти максимум 3-4 дБ, а если светит не в ту сторону - может и -10 дБ набраться

 

 

Также очень хорошо (на 3-12 дБ выше чем смартфоны, особенно на 800-900 МГц) работает печатная плата Huawei B310/B315

 

Спойлер

IMG_3412.thumb.jpg.cdbacc939367bc6d58ac5bf609618d24.jpg

IMG_3416.thumb.jpg.8aeb633a90c2d83fff18a4c291d1630d.jpg

Если нужно тоже могу снять мерки

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites

А вот Евросоюз CHIP антенны покупает в России.

Компания из Германии провела длительный поиск и отбор CHIP антенн для работы в LTE и в том числе один из кандидатов это та же керамическая Японская, но которую подсели и Вы. Но продолжили поиск и наткнулись на Российскую CHIP антенну и заказали дизайн под их конкретную конструкцию LTE аппарата. Через определенный срок получили рабочие образцы, обмеряли и испытали и заключили договор на поставку и сейчас первая версия антенны успешно продается им. Есть вторая версия Мини гораздо меньше и не хуже по параметрам, но конструкция LTE уже заточена под первую.

Вот отзыв из Германии о качестве антенны:  "Предложенная Вами LTE-Антенна в самом деле обладает очень хорошими характеристиками, которых не встретить у антенн этаблированных производителей. Она оказалась даже лучше, чем в первый момент нам было понятно...."

Встречайте керамические CHIP антенны LTE-GSM800-GSM900-GSM1800-GSM1900-PCS(CDMA) Made in Russia. И никакого гемароя от японцев, или там всяких Ti, Panasonic... DataSheet сильно упрощенный поскольку в нем не было необходимости, но основные электрические характеристики отображены. 

CHIP_Ant. LTE-GSM800-GSM900-GSM1800-GSM1900-PCS(CDMA).pdf

Ant_LTE_ V1 and V2.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 hours ago, uve said:

Почитайте внимательно PDF. Третий вариант согласования для случая использования всех диапазонов частот. Не забудьте, что форма и габарит Ground должны соответствовать этому PDF. Иначе характеристики антенны будут другими.

Так как мне не совсем понятно как согласовывают несколько диапазонов, так и здесь не совсем понятно, каким образом каскадное соединение двух L-цепей дадут мне нужное согласование для двух диапазонов. Тем более как такие схемы рассчитываются...

image.png.0a16c4c639bd3a748c95832d14809bc0.png
 

21 hours ago, Aner said:

Антенна эта ... так себе. Параметры слабенькие. Она двух диапазонка. Из-за объединения двух нижних диапазонов, в даташите все расписано, у нее кпд там ... хорошо если 35% получите, еще и разводку правильно нужно сделать. А то и того меньше будет. Из ее даташита следует что она подогнана к 50 Омам ( хотя врядли, но что-то около того будет) по каждому диапазону. Посему особо согласовывать нечего; она и так все из себя к 50 Омам...

Печалька таких антенн, то что чаще будут работать на верхнем диапазоне, где направленность более выражена, тут нужно понимать особенность ее применения.

 

В этом ANе как ее разводить, подключать. ->https://www.molex.com/pdm_docs/as/2047740001-AS.pdf

Шаг вправо-влево от рекомендаций - получаете ухудшение параметров

 

Да и потом хотелось узнать где это ОПСОС, и кто ... поддерживает все эти диапазоны для LTE Cat NB1?

Думается как были два диапазона под GPRS/EDGE

B3 (UL: 1710-1785 МГц, DL: 1805-1880 МГц) и 

B8 (UL: 880-915 МГц, DL: 925-960 МГц)

так и остались у ОПСОСа.

 

 

Т.е. вы не рекомендуете её использовать, если у меня размер полигона земли будет раза в 4 меньше? Просто выбор пал на неё,  т.к. нет абсолютно никакого опыта расчёта многодиапазонных антенн.

 

 

20 hours ago, yurik82 said:

Согласовываете с 50 Ом, и берете антенну которая как-то согласована с 50 Ом

Нужна печатная антенна или можно крупную штыревую? Если штеревая подойдет, то за $1 можете купить такую антенну готовую

https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/727788/727788_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/727210/727210_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/727409/727409_original.jpg

https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/728413/728413_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/727881/727881_original.jpg
https://ic.pics.livejournal.com/ypylypenko/74196954/728168/728168_original.jpg

Могу снять мерки или сделать модель в HFSS.

 

Форма проводников рассчитывается под characteristic impedance, например 50 Ом. Он частотно независимый (в первом приближении).

 

скорее вопрос производства устройства, которое будет работать в произвольной географии с произвольными операторами и должно быть универсальным

 

Тепловой КПД в таких антеннах менее важен чем пространственная направленность. Низкий КПД дает пенальти максимум 3-4 дБ, а если светит не в ту сторону - может и -10 дБ набраться

 

 

Также очень хорошо (на 3-12 дБ выше чем смартфоны, особенно на 800-900 МГц) работает печатная плата Huawei B310/B315

 

  Hide contents

IMG_3412.thumb.jpg.cdbacc939367bc6d58ac5bf609618d24.jpg

IMG_3416.thumb.jpg.8aeb633a90c2d83fff18a4c291d1630d.jpg

Если нужно тоже могу снять мерки

Суть  в том, что мне без разницы какое у антенны будет сопротивление. Есть VNA - померить смогу. Мне главное заранее продумать схему согласования на плате. 
Насчёт антенны - нужна печатная. Устройство портативное, особо не размахнуться...

 

Благодарю за советы, господа!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Эти капризные антенны работают за счет полигона земли, важно обеспечить им соответствующий полигон чтобы приблизиться к их публикуемым параметрам.  А если размер полигона земли будет раза в 4 меньше то большинство параметров "уплывут". Согласуй - несогласуй, но если уплывут вверх резонансы, то она становится малопригодной.

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 minutes ago, mysol said:

Суть  в том, что мне без разницы какое у антенны будет сопротивление. Есть VNA - померить смогу. 


Насчёт антенны - нужна печатная. Устройство портативное, особо не размахнуться...

 

 

Ехали, ехали и приехали. Начали с CHIP а закончили ничем. Импеданс не важен, CHIP отмели , печатная напечатать диапазон от 800 до 980 и 1700 до 1900 о диаграммах похоже претендент понятия не имеет и т.д. Когда напечатаете поделитесь достижением pls.

Share this post


Link to post
Share on other sites
47 minutes ago, MW_Юрий said:

Ехали, ехали и приехали. Начали с CHIP а закончили ничем. Импеданс не важен, CHIP отмели , печатная напечатать диапазон от 800 до 980 и 1700 до 1900 о диаграммах похоже претендент понятия не имеет и т.д. Когда напечатаете поделитесь достижением pls.

Прошу меня простить, когда я писал про "печатные антенны", я отвечал на вопрос господина yurik82. Подразумевал одно, написал другое... Меня устроят любые (любой тип) антенны, габариты которых не превышают, скажем, 15х20х5 мм и понятное дело с хорошим КПД и более менее равномерной ДН. Я бы с удовольствием рассмотрел ваше предложение.
Я изучил документ и мне бы хотелось уточнить стоимость, возможности поставок (объём, срок выполнения). Всё это можно написать в лс.
 

54 minutes ago, Aner said:

Эти капризные антенны работают за счет полигона земли, важно обеспечить им соответствующий полигон чтобы приблизиться к их публикуемым параметрам.  А если размер полигона земли будет раза в 4 меньше то большинство параметров "уплывут". Согласуй - несогласуй, но если уплывут вверх резонансы, то она становится малопригодной.

Благодарю Вас за ценный комментарий!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Можно еще применить антенну Integra-SR4L049. Согласовывается катушкой индуктивности, заваливая верх или низ.

6 hours ago, MW_Юрий said:

А вот Евросоюз CHIP антенны покупает в России.

Компания из Германии провела длительный поиск и отбор CHIP антенн для работы в LTE и в том числе один из кандидатов это та же керамическая Японская, но которую подсели и Вы. Но продолжили поиск и наткнулись на Российскую CHIP антенну и заказали дизайн под их конкретную конструкцию LTE аппарата. Через определенный срок получили рабочие образцы, обмеряли и испытали и заключили договор на поставку и сейчас первая версия антенны успешно продается им. Есть вторая версия Мини гораздо меньше и не хуже по параметрам, но конструкция LTE уже заточена под первую.

Вот отзыв из Германии о качестве антенны:  "Предложенная Вами LTE-Антенна в самом деле обладает очень хорошими характеристиками, которых не встретить у антенн этаблированных производителей. Она оказалась даже лучше, чем в первый момент нам было понятно...."

Встречайте керамические CHIP антенны LTE-GSM800-GSM900-GSM1800-GSM1900-PCS(CDMA) Made in Russia. И никакого гемароя от японцев, или там всяких Ti, Panasonic... DataSheet сильно упрощенный поскольку в нем не было необходимости, но основные электрические характеристики отображены. 

CHIP_Ant. LTE-GSM800-GSM900-GSM1800-GSM1900-PCS(CDMA).pdf

Ant_LTE_ V1 and V2.jpg

Где можно купить эти антенны? У них есть модели до 2700 МГц?

Share this post


Link to post
Share on other sites
43 минуты назад, mysol сказал:

... Меня устроят любые (любой тип) антенны, габариты которых не превышают, скажем, 15х20х5 мм и понятное дело с хорошим КПД и более менее равномерной ДН. Я бы с удовольствием рассмотрел ваше предложение.

Всему есть предел, в данных размерах врядли что есть дешевое и с хорошим КПД под LTE.

А какую максимальную площадь вы можете отдать под GND для антенны?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, 790 said:

Можно еще применить антенну Integra-SR4L049. Согласовывается катушкой индуктивности, заваливая верх или низ.

Где можно купить эти антенны? У них есть модели до 2700 МГц?

купить в России.

 Integra-SR4L049 думаю у нее Бальшие проблемы. Реально антенна показывает какие то характеристики при площади ее размещения в 5 раз больше размеров Чипа. Масса настроек и много других искуственно придуманных проблем. А нафига все это надо? Засветить свой типа микрогабарит, а потом раздуть РСВ application, создать покупателю проблемы и потеряв массу времени он с русскими выражениями выбросит ее и свернет свой бизнес. 

Особенность бизнеса CHIP антенн в России их нельзя производить малыми партиями и тем более единичными. Если заказчик оплачивает адекватно разработку , то можно зайти на малую партию. Работать с немцами стало возможно после адекватной оплаты разработки и подписания договора на поставку от 10 тыс шт. в течении 2-3 лет. Только при таких условиях стоимость антенны становится интересной и конкурентной для покупателя. Расширить диапазон до 2700 абсолютно реально и можно доработать и выпустить такую версию и предложить меньше габарит. А вот если захотите уйти вниз, например 433 и широкая полоса и остальные характеристики в таком CHIP исполнении, то это сложно и почти невозможно. Корейцы что там предлагают в малых габаритах на 433, но хорошо зная корейцев лучше чем родственников- что есть разработчики-корейцы, то наверняка развод.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, mysol said:

Прошу меня простить, когда я писал про "печатные антенны", я отвечал на вопрос господина yurik82. Подразумевал одно, написал другое... Меня устроят любые (любой тип) антенны, габариты которых не превышают, скажем, 15х20х5 мм и понятное дело с хорошим КПД и более менее равномерной ДН. Я бы с удовольствием рассмотрел ваше предложение.
Я изучил документ и мне бы хотелось уточнить стоимость, возможности поставок (объём, срок выполнения). Всё это можно написать в лс.
 

Насчет габарита вторая версия она есть на фото имеет габарит 12х27х4 мм и характеристики не хуже первой с габаритами 17х26х5мм. Там другая керамика посложнее. Керамика с технологией все свое и мы полностью не зависим от капризного и дорого запада, но уже писал что поднимать такие высокотехнологичные вещи в России где глубокий системный кризис очень тяжело, а переводить производство на тайвань еще сложнее. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 hours ago, Aner said:

Эти капризные антенны работают за счет полигона земли, важно обеспечить им соответствующий полигон чтобы приблизиться к их публикуемым параметрам.  А если размер полигона земли будет раза в 4 меньше то большинство параметров "уплывут". Согласуй - несогласуй, но если уплывут вверх резонансы, то она становится малопригодной.

Aner, но ведь под в случае отсутствия резонанса появляется реактивная составляющая, которая компенсируется схемой согласования, разве нет? Прошу вас поясните этот момент

Share this post


Link to post
Share on other sites
40 minutes ago, mysol said:

Aner, но ведь под в случае отсутствия резонанса появляется реактивная составляющая, которая компенсируется схемой согласования, разве нет? Прошу вас поясните этот момент

Проблема  том, что с уменьшением земляного полигона, такая антенна получит большую добротность и вырастут реактивные токи и напряжения. Что  в свою очередь увеличит потери в проводниках антенны и окружающих диэлектриках. В итоге получив согласование Вы останетесь с низким КПД. Вместо обещанного КПД 50/70% получите 5/10%. Это будет согласованная антенна с глубоко отрицательным усилением.

Edited by uve

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this