[Almaz1988 4]

Сплошь и рядом, тут обычно расчет на то, что в указанном диапазоне 7ГГц резонанс не будет влиять на работу усилителя,

у которого полоса заканчивается где нибудь на 3.5ГГц.

СВЧ это вообще область вечного компромисса.

А то, что резонансная частота смещена на 2.6 ГГц - это ошибка в модели или такое тоже возможно?

[Almaz1988 4]

И заметьте влево в право от резонансной частоты на 100МГц даст S11=4dB что соответствует очень плохому согласованию, и потерям в антенне 50%, но

50% остаются и возможно Вам их хватит :)

Т.е. желательно добиваться "пологого" спуска?

 

Наконец хотите получить конкретный ответ, узнайте у производителя тип используемых препрегов и ядер, найдите даташиты, вбейте

в дизайн значения Er для частоты 2.5ГГц ну или в диапазоне 1ГГц..5ГГц, и тогда получите реальные данные на антенну.

А затем просто поиграйтесь с размерами антенны, можно вслепую, можно почитать по конструкции антенны и выяснить что и как в конструкции антенны

влияет на резонанс. Я не занимался антеннами, но знаю точно, все СВЧ конструкции имеют если не конечную формулу, то как минимум обоснование,

какой элемент за что отвечает.

Производитель - Резонит: http://rezonit.ru/support/technology/urgent/index.php

Диэлектрическая проницаемость дана для частоты 1 МГц.

 

Первый рисунок - оригинальная плата с prepeg1 = 4.4, core = 4.8, prepreg2 = 4.8. Получил резонансные частоты 2.49 ГГц и 2.64 ГГц.

Какая из них является моей целью? Нужно ли мне добиться такого усиления с препегами от Резонита?

 

Попробовал поиграться с диэлектрическими константами препрегов и ядра и уменьшив шаг моделирования. Задавал те значения,

что использует Резонит. Получил такие результаты:

 

prepeg1 = 3.9, core = 4.6, prepreg2 = 3.9. Частоты уползли на 2.54 ГГц и 2. 73 ГГц - рисунок 2.

prepeg1 = 4.2, core = 4.7, prepreg2 = 4.9. Частоты стали ближе к оригиналу - 2.48 ГГц и 2.64 ГГц. Рисунок 3.

Что если остановлюсь на последнем варианте?

Есть смысл поиграться с толщиной препрегов и ядра?

Форму антенны пока не трогал.

Если в итоге, как соберу плату и качество сигнала окажется плохим, возможно ли будет выправить ситуацию поигравшись с номиналами компонентов фильтра

антенны? Рисунок 4.

[Almaz1988 4]

Программу выше подсказали RFSim должна подойти. Но тут надо разобраться в теории, я не подскажу.

Есть хороший сайт https://www.microwaves101.com/ Мекка СВЧ спецов, там есть калькуляторы и доки на все случаи жизни.

Если не хочется подбирать компоненты наугад, то нужна среда моделирования RF цепей. RFSim древняя? Что вы скажете об ADS от Keysight?

Изменено 4 декабря, 2016 пользователем Almaz1988

[Almaz1988 4]

ADS самая крутая на мой взгляд, но в освоении сложнее прочих, есть не менее эффективная AVR MWO и на нее полно рускоязычных руководств, кроме того у них прямо из среды можно загружать модель реальных резисторов, конденсаторов и индуктивностей.

Но она не такая крутая как ADS :)

Спасибо за советы! Есть над чем подумать :-)

[Almaz1988 4]

В конечном итоге, я увеличил длину антенны. Как плата придет, буду укорачивать,

в поисках наилучшего качества сигнала.

Навеяно:

http://colinkarpfinger.com/blog/2010/the-d...antenna-design/

 

[Hale 1]

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.

Изменено 5 декабря, 2016 пользователем Hale

[ScrewDriver 0]

А то, что резонансная частота смещена на 2.6 ГГц - это ошибка в модели или такое тоже возможно?

 

В идеальном случае это антенна, заложенная с учетом влияния возможного корпуса, снижающего резонансную частоту близрасположенных контуров.

Однако в реальности это, скорей всего влияние допусков на диэлектрическую проницаемость и толщину диэлектрика.

 

 

 

Если в итоге, как соберу плату и качество сигнала окажется плохим, возможно ли будет выправить ситуацию поигравшись с номиналами компонентов фильтра антенны? Рисунок 4.

 

Что вы понимаете под "плохим качеством сигнала"? Сигнал будет точно таким же независимо от антенны. Уровень излучения может быть несколько ниже, если антенна рассогласована, пропорционально снизится максимальная дальность. Но если вам критична дальность - поддайте мощности, в конце концов.

 

Вообще, по-моему, вы слишком много уделяете внимания моделированию антенны; слишком много неучитываемых факторов и разбросов, слишком много допусков и неточностей в модели. Убедились, что антенна на этом диэлектрике попадает в нужный диапазон - и двигайтесь дальше. Скорей всего, эффективность антенны будет в готовом изделии вас беспокоить меньше всего.

 

По поводу фильтра - поскольку номиналы элементов соизмеримы с паразитными, он потребует ручного подбора - это 100%.

Так же, скорей всего, потери в нем будут такими, что полностью компенсируют выигрыш от улучшенного согласования, а то и перевесят его.

Сделайте тестовые отводы на плате на краевые разъемы SMA и покаскадно отрабатывайте - сначала антенну на 50 Ом, потом фильтр на антенну.

 

 

[Almaz1988 4]

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.

Кто-нибудь работал с таким:

http://miniradiosolutions.com/54-2/

Стоит брать?

 

По поводу фильтра - поскольку номиналы элементов соизмеримы с паразитными, он потребует ручного подбора - это 100%.

Так же, скорей всего, потери в нем будут такими, что полностью компенсируют выигрыш от улучшенного согласования, а то и перевесят его.

Сделайте тестовые отводы на плате на краевые разъемы SMA и покаскадно отрабатывайте - сначала антенну на 50 Ом, потом фильтр на антенну.

У меня плата получилась дорогущей из-за нестандартного стека. Я думаю отладить Bluetooth на стандартном стеке, - развести для этого макетку

с SMA разъемами: отдельно для антенны и отдельно для микроконтроллера с обвязкой. Правильно я понимаю, что для отладки (согласования)

импедансов мне понадобится LCR-meter, а для калибровки антенны(скальпелем) - VNA?

Есть какой-либо guide/статья о подобной отладке?

 

 

[ScrewDriver 0]

Правильно я понимаю, что для отладки (согласования)

импедансов мне понадобится LCR-meter, а для калибровки антенны(скальпелем) - VNA?

Есть какой-либо guide/статья о подобной отладке?

 

Если бы такую работу можно было бы выполнить, почитав гайд и проконсультировавашись на форуме, кто и за что бы нам, радистам, платил зарплаты? ;)

 

Настроить можно и без всего. Сначала подключить к передатчику и приемнику стандартные СМАшные антенны на 2,4, связать передатчик и приемник, запустить измеритель уровня сигнала, хоть http://www.the-sz.com/products/bennett/ - сначала подбором элементов фильтра добиться максимального уровня сигнала на приемнике, потом подключить к передатчику вместо штыря печатную антенну и подрезанием или напайкой добиться опять максимального уровня.

Изменено 8 декабря, 2016 пользователем ScrewDriver