Examen de la conception du GPS (entrée RF)

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J'ai conçu un PCB dans Eagle pour héberger un module récepteur GPS et une antenne patch GPS. L'entrée RF du module est spécifiée comme une entrée RF asymétrique (coaxiale) de 50 Ω. J'ai utilisé cette calculatrice pour calculer la largeur et l'espacement requis pour une ligne de transmission coplanaire à guide d'onde, et comme vous pouvez le voir, j'ai obtenu une impédance caractéristique de 50 Ω assez proche en utilisant des paramètres d' ici . Je me suis retrouvé avec une largeur de trace de 32 mil et une séparation de 6 mil. Cela vous semble-t-il raisonnable?

Voici une capture d'écran de ce à quoi ressemble mon tableau:

entrez la description de l'image ici

Les deux remplissages de zone (haut et bas) sont GND, et j'ai cousu des vias environ tous les 75 mil entre les plans de sol supérieur et inférieur tout autour de l'endroit où l'antenne patch est placée et le long du côté de l'antenne alimentant le module GPS. Je n'avais aucune indication sur la façon de le faire correctement, alors je l'ai simplement regardé. C'est peut-être exagéré? J'ai également arrêté le plan de masse sur le côté supérieur de la puce pour suivre les instructions selon lesquelles il ne devrait y avoir aucune trace ou masque de soudure sous le module GPS.

Le carré intérieur en trait plein mesure 25 mm et représente l'empreinte réelle de l'antenne patch. La ligne en pointillés autour de l'antenne patch est un carré de 27 mm qui représente le plan de masse requis sous l'antenne, comme j'ai lu sa fiche technique . La longueur d'alimentation est d'environ un pouce (ce qui est beaucoup moins que la longueur d'onde à 1575,42 MHz), donc je ne pense pas que la perte de chemin soit un problème ici. J'ai arrondi le chemin d'alimentation pour "éviter les virages serrés". Je pense que cela n'a pas vraiment d'importance, mais j'ai pensé que je pourrais aussi bien. Enfin, j'ai utilisé une taille de perçage de 0,9 mm pour la broche d'antenne, que j'ai l'intention de souder à l'arrière. Est-ce que tout cela semble solide?

Si je n'ai pas donné d'informations de base adéquates à certains égards, faites-le moi savoir dans un commentaire et je serai heureux d'ajouter des informations si nécessaire si possible. Je cherche juste un examen objectif car ce sont des sujets sur lesquels je ne me considère pas comme un expert et je ne peux pas penser à un bien meilleur endroit qu'ici pour trouver des collègues compétents et utiles.

MISE À JOUR

J'ai ajouté un tas de vias "aléatoires" dans la région de couture au sol sous l'antenne patch selon la suggestion de @ Dave. Voici une capture d'écran mise à jour du tableau:

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vicatcu
la source
Si vous pouviez recommander une bonne méthode pour concevoir des antennes patch, ce serait vraiment cool. Hé, alors je pourrais revérifier votre design !!!
Andy aka
1
@Andyaka ma méthode pour concevoir des antennes patch est de les acheter;)
vicatcu
1
une approche très pragmatique !!
Andy aka

Réponses:

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Cela me semble assez raisonnable. J'ai une question et un commentaire.

Quels sont les composants entre l'antenne et le module GPS? Des horloges, etc.? S'il s'agit de lignes d'alimentation électrique, il semble un peu léger sur le contournement.

Je déposerais également une dizaine de vias au sol sous l'antenne elle-même, placés au hasard. Le raisonnement derrière cela est de s'assurer que vous ne créez pas de cavité résonnante sous l'antenne, avec les murs formés par les plans de masse en haut et en bas, ainsi que les trous d'intercommunication qui courent à l'extérieur. Peu probable, car votre PCB est susceptible de subir des pertes, mais vous détesteriez toucher le jackpot avec cela.

rfdave
la source
Ils sembleraient être un découplage, et un connecteur ne transportant que l'alimentation et la réinitialisation. Ça me va bien. +1 pour éviter une cavité accidentelle.
Brian Drummond
Les seules choses entre l'antenne patch et le module GPS sont ici deux condensateurs de 100 nF pour le découplage de dérivation sur les entrées VBATT et 3,3 V vers les entrées d'alimentation du module récepteur. Les broches d'en-tête entre le module et l'antenne servent à connecter une réinitialisation externe et à introduire VBATT et 3,3 V sur la carte.
vicatcu
J'ai ajouté des vias de points GND aléatoires selon votre suggestion et ajouté une capture d'écran mise à jour à la question sous le titre MISE À JOUR.
vicatcu