Перейти к содержанию
    

влияние стека платы на печатную антенну

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 ?

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Будет рассогласована антенна - снизится дальность. Если вам критична дальность - найдите любую подходящую антенну на 2,45 ГГц для вашего стека pcb. По запросу "печатная антенна bluetooth" гугль вываливает сотни и сотни картинок с вариантами реализации.

 

Или например еще проще поступить: https://ru.aliexpress.com/af/bluetooth-smd-...amp;blanktest=0 - керамических чип-антенн для bluetooth в ассортименте. Припаял и забыл.

Изменено пользователем ScrewDriver

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ну почему же нетипичные диэлектрические константы препрегов (4.4 и 4.8) и ядер (4.8), все стандартно и типично. Пересчитывать нужно, но для серии без измерений тестов на готовой плате проблемно стартануть, промахнуться запросто можете если нет опыта. HFSS, CST, MWO, ... это только симуляционные проги, и то только с опытом работы с ними приходит понимание точности как в последующих измерениях, так и в допусках при заказе плат у того или иного производителя. Если мало опыта с RF то к примеру патчь антенна может помочь, упростить решение. Не потребуется делать расчет, пересчет, тем более для распространенного Bluetooth LE. Из особенностей нужно помнить про земляной полигон в окружении антенны, поскольку он часть антенны, чтобы получить приемлемые параметры таких антенн.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Будет рассогласована антенна - снизится дальность. Если вам критична дальность - найдите любую подходящую антенну на 2,45 ГГц для вашего стека pcb. По запросу "печатная антенна bluetooth" гугль вываливает сотни и сотни картинок с вариантами реализации.

 

Или например еще проще поступить: https://ru.aliexpress.com/af/bluetooth-smd-...amp;blanktest=0 - керамических чип-антенн для bluetooth в ассортименте. Припаял и забыл.

 

Ого! Для чего тогда вообще заморачиваются с печатными антеннами?

А в какой среде вы моделируете печатные антенны?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ого! Для чего тогда вообще заморачиваются с печатными антеннами?

Ну во-первых керамические ширпотребные антенны стали доступны сравнительно недавно. А во-вторых, они всё-таки стоят денег, а печатные в производстве бесплатные.

 

А в какой среде вы моделируете печатные антенны?

 

Для моих задач вполне хватает тупых патч-антенн или вибраторов, каковые давно людьми промоделированы и опубликованы в изобилии. А так вообще FEKO хвалят, специализированный продукт и всё такое.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Добрый вечер. Эксперементирую с антеннами в Ansys HFSS,

с диэлектрической проницаемостью 3.4 я получаю результат как на первом фото.

Меняю значение на 3.6 - получаю график со второго фото. Т.е. изменение стека

платы лишь ослабит сигнал, но не сместит фокус на другую частоту?

post-73602-1480454117_thumb.jpg

post-73602-1480454123_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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

Антенну пока взял из готового примера, лишь для оценки параметров.

Свою антенну спроектирую сегодня. Она уже есть в PCB-проекте (Altium), нужно

будет ее изобразить в HFSS. Сегодня вечером выложу, буду очень рад если

опытные пользователи HFSS дадут оценку)

 

Диэлектрическая конечно влияет на параметры антенны, но печатные проводники из которых состоит антенна влияют на параметры намного сильнее. Вы можете в том же HFSS задать параметрический расчет, и поиграться размерами антенны в режиме онлайн.

Вполне реально добиться той же кривой для другого значения проницаемости.

Вчера в первый раз сел за Ansys :-)

Чувствуется, что не хватает навыков работы. По роликам на youtube нахватался самых азов. Посоветуйте guide для проведения

параметрических расчетов? Возможно ли импортнуть pcb-плату вместе с антенной и стеком платы из среды проектирования печатных

плат (Altium) в HFSS? Возможно через промежуточный формат, например DXF ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вообще резонансная частота не может не уйти при изменении эпсилон, потому что это эквивалентно изменению геометрических размеров. Что-то не так задано.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А вообще есть такие HFSS Guide http://anlage.umd.edu/HFSSv10UserGuide.pdf там расписаны по шагам примеры

Спасибо!

Ansoft HFSS 10 не сильно отличается от последней версии Ansys Electronic 17.2 ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Т.е. изменение стека платы лишь ослабит сигнал, но не сместит фокус на другую частоту?

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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?

post-73602-1480806278_thumb.jpg

post-73602-1480807517_thumb.jpg

post-73602-1480807526_thumb.jpg

post-73602-1480807998_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...