50欧阻抗天线设计.docx
- 文档编号:28260901
- 上传时间:2023-07-09
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:263.65KB
50欧阻抗天线设计.docx
《50欧阻抗天线设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《50欧阻抗天线设计.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
50欧阻抗天线设计
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧
我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?
是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?
在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图
线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
在2.4GHz或者5GHz频段,各种元件的引脚都是很小的,70mil的走线是无法实现的,于是,我们必须寻找另外一种解决方案。
运行Polar软件,选择SurfaceCoplanarLine这个模型,如下图
令Height(H)=39.6mil,Track(W)=30mil,Track(W1)=30mil,GroundPlane处打勾,Thickness=1OZ=1.4mil,Separation(S)=7mil,Dielectric(Er)=4.2,如下图
然后点击“PressToCaculate”,在弹出的对话框中点击“Continue”,如下图
最终,我们计算出这种情况下的传输线特性阻抗为52.14欧姆,符合要求,如下图:
这样,我们采用SurfaceCoplanarLine这种模型,就可以很好的控制两层板(双面板)的特性阻抗,在上面的例子中,我们使用30mil的线宽就可以获得50欧姆的特性阻抗
___________________________________________________________________________________
手机布线宽度?
匹配50欧!
如果是6层板!
走线宽度L1=mil?
L2=mil?
L4=mil?
各为多少?
如果是8层板!
走线宽度L1=mil?
L2=mil?
L5=mil?
各为多少?
用阻抗线软件算一下就行,或和板厂的计算至有差异,主要是介质,及层间厚度,可以问板厂索取这些资料。
最好和PCB厂家联系一下,根据材料的介电常数、层叠厚度计算。
最好要PCB厂给出板子的参数,什么类型的板子?
每层间距?
铜皮厚度…………………………这样输入到阻抗计算软件里就出来了,不过好多东西还是要经验的,例如:
FR4-PCB的Er取多少呢?
等等
我来回答:
FR4的Er一般为3.8~4.3,我取4.2,6层板的板厚一般为0.8mm,8层板一般为1mm,首先你要保证板厚,然后根据软件的W,H,T,Er来计算阻抗。
你是先知道50ohm阻抗的,然后推算其中的H和W,T一般取1mil,整个板子应该是对称结构。
一般经验值microtrip为4~5mil,PA以后到天线部分为8milYISH\
8mil以上。
stripline要根据是否挖铜来计算。
不挖铜就是软件的对称带状线计算方法。
一般内层信号的会衰减。
8mil不对!
要考虑到是否挖铜!
还有每层宽都不同!
介质厚度、铜箔厚度没有定论,看你设计时怎么安排了。
8层为例,一般铜箔1/3OZ或1/2OZ,两侧RCC介质0.07mm,FR4和core厚度也可选,具体看厂家参数了。
俺不懂原理
RF信号阻抗要控制在50ohm+/-10%:
个人经验线宽:
微带线:
8层板 18MIL 6层板 12MIL
带状线:
8层板 6MIL 6层板 5MIL
请批评指正!
请问上面的微带线和带状线在layout中你怎样去设计和区分?
其实在设计pcb走线的时候我们首先就可以控制它的阻抗一般阻抗控制再50ohm以内的话线宽设置是20mil,pcb材料一般是用FR4.介电常数是3.8-4.3,板厚是1mm。
铜箔厚度是35um~70um
————————————————————————————————————————————
CC2430用陶瓷天线性能还不如PCB天线
CC2430用陶瓷天线是-26dBm,传输距离只有10米左右。
而用PCB天线则有-17dBm,传输距离有37米左右。
听说CC2430不加PA能做到100米,不知是否确实如此,用的是什么天线?
应该是陶瓷天线的谐振点不对,通常PCB天线的谐振频率比工作频率高一些,可以在天线另一端加一小段走线,微调谐振频率
要自己调谐振与阻抗匹配。
陶瓷天线的增益比较低,而PCB天线却可以将增益做得较高,实际使用中要注意匹配以及选择带宽、中心频率适当的天线,有些山寨天线是很差的。
陶瓷天线的增益比较低,而PCB天线却可以将增益做得较高,实际使用中要注意匹配以及选择带宽、中心频率适当的天线,有些山寨天线是很差的。
PCB天线用的是TI的倒F型,陶瓷天线用的是an9520,应该是没有匹配好。
经过调整陶瓷天线的方向,现在和PCB天线基本相同,匹配还有调整的空间。
希望能达到50米。
目前测试只有22米
陶瓷天线的效果对匹配非常敏感,而且在实际应用时其方向性往往比较强。
CC2530PCB天线也就37米的样子
————————————————————
天线中的铺地,很讲究
我的平行线传输知识懂的不多,不过发现一个很有趣的现象:
PCB天线下方从来不铺地,而馈线下方都是铺上地的,因此馈线再长再细阻抗也比天线小很多。
可以这么理解吗?
PCB天线的走线一般要有进空区(所以有时天线下不铺地),是为了防止地将信号散弹,影响接收效果,使全向天线有方向性了。
馈线下方铺地是为了将传输线阻抗匹配到50欧姆,不至于将信号在线上损失掉,从而影响接收。
理论上讲馈线应该越短越好。
但是现实中做不到,只能根据实际情况和经验了。
天线和馈电的参数不是一会儿是,前者是为了将能量辐射出去,而后者是为了保证能量的传输同时尽量减小损耗。
馈线下方有地这是微带线自身的结构特性,在介质基板选定时,线宽与其特性阻抗成反比,其辐射的能量很小,起的是能量传输的作用。
天线的下方有没有地、天线的输入阻抗的大小是与具体的天线形式有直接关系的,对于手机上常用的PIFA而言,如果下方有了地,它就不再是PIFA了,其辐射特性也完全变了。
而对于常规的矩形微带贴片天线而言,如果辐射贴片下方没有地它也就完全不是那么回事儿了。
多谢楼上两位。
我用的天线不是标准50欧姆的,而是直接匹配到一对差分端口上的双极性天线。
阻抗大概要200多欧姆。
我已经用ADS将天线调匹配,现在还需要引两根馈线连接端口和天线。
估计采用宽0.3毫米,长度最长不超过3毫米,敷铜厚度0.06毫米的PCB走线,反面的BOTTOM层铺地,阻抗可以忽略不计吗?
我用ADS的那个LINECAL工具貌似只能算不铺地情况下的。
把你的模型放到HFSS里计算一下不就知道了?
(注:
专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分来自网络,供参考。
可复制、编制,期待你的好评与关注)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 50 阻抗 天线 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)