Antennenanpassungsnetzwerk. Was? Warum? Wie?

Ich entwerfe eine kleine Platine mit einem Sender im 900-MHz-Band. Da RF definitiv nicht mein stärkstes Thema ist, versuche ich im Grunde, alle Empfehlungen des Datenblatts bezüglich des richtigen Layouts, der Leiterplattenspuren usw. zu befolgen. Ich finde jedoch den Hinweis auf ein "Antennenanpassungsnetzwerk", das ich "möglicherweise" benötige, verwirrend sowohl zum Transceiver ( AT86RF212B ) als auch zu den Antennenspezifikationen .

Betrachten Sie das folgende Bild, das sich im Referenzdesign der Antenne befindet:

Übereinstimmendes Netzwerk im Antennendatenblatt

Das obige Bild erwähnt das passende Netzwerk, sagt aber nichts darüber aus, wie es gestaltet werden soll.

Mein Board sieht derzeit so aus. Meine Spuren sollen mit der Antennenimpedanz (50 Ohm) übereinstimmen und sind sehr kurz (2,6 mm von IC-Pins zu Balun, 6,3 mm von Balun zu Antenne, 11 mm insgesamt):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die hellblaue Komponente ist die Antenne, ZT1 ist der Balun und U1 ist der Transceiver-IC. Der IC-Ausgang ist 100 Ohm symmetrisch, während die Antenne eine 50-Ohm-Einspeisung benötigt.

Was genau ist ein Antennenanpassungsnetzwerk, warum sollte ich eines benötigen und wie kann ich es entwerfen? Ich habe versucht, im Internet danach zu suchen, aber die Referenzen, die ich gefunden habe, waren zu komplex oder zu abstrakt für mich.

rf antenna impedance-matching

— Guillermo Prandi
quelle

Wenn die Antennenimpedanz nicht an den Sender angepasst ist, werden die Ansteuersignale reflektiert, und wenn sie reflektiert werden, werden sie nicht abgestrahlt.

— Apalopohapa

Sie entwerfen es, indem Sie einen Vector Network Analyzer (VNA) in die Hände bekommen und damit die Impedanz bei der interessierenden Frequenz messen. Mit Hilfe einer Schmiedekarte (obwohl nicht erforderlich) bestimmen Sie die LC-Komponentenwerte so, dass sie Ihren Wünschen entsprechen (in diesem Fall 50 Ohm).

— Apalopohapa

Weil die Antenne keine perfekten 50 Ohm hat. Sogar das Gehäuse, in das Sie es einsetzen, ändert seine Impedanz. Ohne VNA würde ich empfehlen, ein Referenzdesign genau zu replizieren (einschließlich Leiterplattenstärke und -material) und das darin verwendete passende Netzwerk zu verwenden.

— Apalopohapa

Wenn Sie zur Mitte des folgenden Links scrollen, sehen Sie ein Beispiel: lsr.com/white-papers/antenna-matching-within-an-enclosure

— apalopohapa

Ich bin auch ziemlich neu in der HF-Sache. Ich habe dies jedoch schon einmal mit einer Komponente in Reihe mit der HF-Spur und einer anderen parallel (zur Erde) gesehen. Ich bin nicht auf zwei Komponenten in Serie gestoßen ... Wie auch immer, berechnen Sie Ihre Spuren, geben Sie die zwei (oder drei) Komponenten-Footprints ein, lassen Sie die parallele Position leer und füllen Sie die Serienpositionen mit 0-Ohm-Kurzschlüssen. Dies sollte Sie in die Nähe bringen. Wenn die HF-Übereinstimmung nicht gut genug ist, können Sie lernen, wie Sie das passende Netzwerk aufbauen (und optimieren), und Sie haben bereits die Pads zur Verfügung.

— Bitsmack

Ehrlich gesagt, du bist wahrscheinlich in Ordnung. Die Leiterbahnlänge ist kurz genug, um nicht wirklich signifikant zu sein. Der wichtige Teil ist die Balun- und Transceiver-IC-Ausgangsimpedanz, die wahrscheinlich nur etwas nahe an der Differenz von 100 Ohm liegt. Möglicherweise verlieren Sie etwas Reichweite, aber die Tatsache, dass Sie eine Chipantenne verwenden, ist wahrscheinlich bedeutender.

Es könnte hilfreich sein, Fußabdrücke zu setzen, um mit dem Match zu spielen, aber es könnte auch eine große Dose Würmer öffnen.

— rfdave
quelle

Das Öffnen einer Dose Würmer ist genau meine Angst. Die Antenne ist jedoch helikoidal und kein Chip. Ich werde die Frage mit einem Link zu ihrem Datenblatt bearbeiten.

— Guillermo Prandi

Also, was würdest du an meiner Stelle tun? Würden Sie die LC-Footprints überspringen oder für alle Fälle platzieren? Danke für deine Gedanken.

— Guillermo Prandi

Es ist 6 von einem, ein halbes Dutzend von dem anderen. Ich würde die Fußabdrücke persönlich einfügen, weil ich das schon einmal gemacht habe und Werkzeuge haben muss, um es zu reparieren. Wenn ich keinen VNA oder keinen Zugriff auf einen VNA hätte, würde ich ihn als erledigt bezeichnen und mich mit Dingen befassen, die ich reparieren könnte. Wenn Sie sehen möchten, wie gut es funktioniert, führen Sie einen Antennenentfernungstest durch und sehen Sie, wie nahe Sie den Schätzungen sind.

— rfdave