Medir la impedancia de la antena de PCB con un plano de tierra muy pequeño

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Recientemente he estado diseñando diferentes antenas de PCB con planos de tierra muy pequeños debido a restricciones de diseño. Utilizo un VNA para medir las impedancias, pero tengo problemas para medirlas correctamente.

Sé que el error en la medición de impedancia se debe a que el cable al VNA es relativamente grande en comparación con el área del plano de tierra. Por lo tanto, el cable es eléctricamente una parte de la antena.

El diseño en la imagen tiene un radio de 15 mm. El cable tiene un diámetro de 1,37 mm.

¿Cómo mido la impedancia de un diseño tan pequeño?

Tenga en cuenta que la pregunta no está diseñada específicamente para el diseño a continuación, sino más en general sobre cómo hacerlo.

    
pregunta JakobJ

3 respuestas

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Con el cable en su lugar, realice una calibración SOL con la carga de resistencia SMT corta, abierta y de 50 ohmios en la ubicación de la antena, también deberá marcar la longitud eléctrica del cable, (fácil de hacer ya sea en corto o estados abiertos).

Esto calibra efectivamente el efecto del cable y significa que está midiendo en el extremo del cable, pero querrá asegurarse de que su configuración sea estable mecánicamente (o use los costosos cables de fase estable de Gore). , si tienes que preguntar no puedes pagarlos).

Mi método habitual para este tipo de cosas es hacer que mi placa de prueba tenga un conector SMA de manera que pueda tener mi plano de referencia en el conector o en la antena, y el estuche 'en el conector' es fácil para calibrar porque tengo el kit de calibración apropiado (muy caro).

    
respondido por el Dan Mills
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Independientemente de lo que use, calibre el cable de la antena con una carga simulada de 50 ohmios. (parte de RF adecuada) antes de conectar la antena.

¿Cómo mido la impedancia de un diseño tan pequeño?

parámetros

La prueba de aceptación más fácil es una pérdida de retorno (medición de RL en un ancho de banda determinado, BW). Defina sus especificaciones (BW, RL)
El tamaño no importa en cómo calcular o medir la impedancia.

La calidad de los cables y conectores importa mucho.

Si no forma parte del diseño, use siempre un cable coaxial semirrígido para SMA o su preferencia dependiendo de GHz. Si no está seguro de la calidad del cable, compare de todos modos con el cable coaxial semirrígido (diámetro similar)

Supongo que está familiarizado con enlace

La inductancia del conductor L (nH) se controla principalmente por geometría o longitud / diámetro. proporción.

La capacitancia se ve fuertemente afectada por el espacio dieléctrico y la constante Dk relativa o el espaciado entre los conductores.

De la potencia reactiva, obtenemos la fórmula para la impedancia característica, \ $ Z_o ^ 2 = \ dfrac {L} {C} \ $ . Del retraso en la propagación, obtenemos 1/4 \ $ \ lambda \ $ efecto de conjugación (o inversión de impedancia).

métodos de medición simples. RL o SWR

- Generador de RF variable, un puente de pérdida de retorno o divisor con un detector de pico (portador en caliente o diodo pin), casquillo de RF y mV DMM. -La salida de medida finalizó con 50 ohmios y una impedancia superior a Vdc en mV.
-Todos los 3 puertos en el divisor están terminados en 50 ohmios.
-Computar -15db equiv. mV para el límite de la señal de retorno

mejores mediciones utilizando un acoplador de dirección de alcance de 1 GHz y medidor de SWR
- O utilice un RF Gen. & Analizador de espectro con puente de pérdida de retorno.
- o use un VNA, analizador de impedancia vectorial con Smith Chart.

posibles patrones de antena de parches de microstrip

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Agregue una abrazadera de ferrita o un cordón alrededor del cable coaxial. Eliminará las corrientes de modo común del cable. Use una pinza que proporcione una impedancia lo suficientemente alta en su frecuencia de interés.

EDITAR: ¡Noté que no ha soldado el conductor externo del cable en el plano de tierra de la antena! Usted definitivamente debería! Y para que funcione correctamente (sin ninguna inductancia parásita y otros problemas no deseados), debe soldar el blindaje del cable coaxial al plano de tierra lo más cerca posible del extremo del cable.

    
respondido por el Mikey

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