PDA

Просмотр полной версии : Развод печатки под SMA разъем. Частота 868 МГц



parovozz
13.05.2020, 10:26
Есть такой разъем
https://spb.terraelectronica .ru/pdf/show?pdf_file=%252Fd s%252Fpdf%252F7%252F 732511150_sd.pdf
Как правильно развести землю возле и между его ног и под ним (на втором слое)? Частота 868 МГц. У меня сейчас так
335396

RA1TEX
13.05.2020, 11:56
вот так

plyrvt
13.05.2020, 14:30
Есть несколько разных подходов, зависят от степени перфекционизма и тестируемой частоты. Самые "задротские" схемы (они опубликованы самими же производителями таких коннекторов) учитывают очень мелкие эффекты (вплоть до формы капельки припоя на пине, специальных надрезов формы пина и точную геометрию перехода с линии на пин с учетом его диаметра) и могут достигать КСВ<1.1 на частотах до 10-12 ГГц.

До 1 ГГц настолько глубоко всё учитывать нет смысла. Можно выделить 3 глобальных подхода:
1) Сама полосковая линия выбрана так, чтобы ширина земляного просвета была равна диаметру дырки в коннекторе = 6.35 мм (для вашего конкретного случая). Т.е. земля утыкается в землю без расширения и без сужения. Горячая полоса прямо идет к пину. Сам пин максимально короткий насколько возможно

2) Ширина полосковой линии (земляной просвет) выбрана меньше чем 6.35 мм.
2А) горячая полоса имеет одинаковую ширину на всей длине до пина. Земляная полоса упирается в дырку коннектора (заполнена тефлоном) и "внезапно" появляется на пути волны которая из этой дырки прёт
2Б) земляная полоса резко (однократно) или плавно (трапеция-конус) расширяется до 6.35 мм и горячая полоса тоже резко или плавно расширяется

Чтобы снизить эти эффекты при частотах >> 2 GHz, саму конструкцию фланца немного изменяют:
* выходное отверстие значительно меньшего диаметра (за счет тонкого пина), для пина 0.38 мм выходная дырка 1.23 мм, а не 6.35 мм
* Для типа коннектора "Slide-on" слайдовые площадки выполняют не только роль механического крепления, а и как часть волноводного перехода, они расположены близко (для выходной дырки 1.23 мм делают зазор между штырями площадок 1.7 мм при высоте 1.0 мм на длину 4.5 мм

Вариант 2Б самый худший (на второй фотографии), горячая площадка практически касается земляного фланца по краях. В сети есть измерения такого варианта в полосе 300-3000, то выше 600 МГц S11 резко ухудшается

parovozz
13.05.2020, 16:57
Сделал так.

335435

plyrvt
13.05.2020, 23:31
Если дадите параметры субстрата (материал, толщина, толщина дорожек) и выбранную ширину горячей полосы W1 и зазора (или ширины земляного просвета W2) то могу смоделировать как ведет себя ваш переход в полосе частот и предложить расширение линии для лучшего согласования. Но надо и уточнить технологические возможности - какой шаг сетки для травления

UA4NE
14.05.2020, 00:52
Важно, чтобы ВЧ ток с внутренней поверхности корпуса разъема (это рабочая поверхность внешнего проводника коаксиала) попадал на рабочую "земляную" поверхность полосковой линии по минимальной траектории. При этом нужно учитывать, что толща металлической фольги ВЧ ток не пропускает и задействуется только ее поверхность, в том числе краевая. А также та поверхность металлизирующего слоя переходных отверстий, которая обращена к диэлектрику и снаружи не видна.

Рабочей "земляной" опорной поверхностью полосковой линии является верхняя поверхность нижнего слоя металлизации платы, т.е. поверхность проводника со стороны диэлектрика платы. Ток на нее с других поверхностей металлизации сможет попасть только через переходные отверстия на краю платы или на краях полигонов металлизации. Чем ближе отверстие к краю, тем лучше. Переходные отверстия, просверленные вдали от краев полигонов - совершенно бесполезны! И чем больше слоев металлизации нужно пройти "обратному" току до опорной поверхности, тем более они бесполезны.

Всегда ищите возможные пути для поверхностного ВЧ тока. Если для него нет короткого пути между слоями металлизации к тому месту, куда он должен попасть - это серьезная ошибка.

Если под "горячий" проводник (на его рабочую нижнюю поверхность в полосковой линии) ВЧ ток всегда найдет как попасть (т.к. этот проводник ограничен по ширине и всегда имеет края), то пути "земляного" тока могут оказаться весьма причудливыми и замысловатыми. Например, зигзагообразными.

Если есть сомнения, то следует пользоваться простым правилом: где поле, там и ток. В полосковой линии поле сосредоточено в межпроводниковом диэлектрике - там (на той поверхности проводника) и нужно искать ВЧ токи. При этом по земляной "холодной" опорной поверхности ток распределяется крайне неравномерно и в основном сосредоточен в области под "горячим" проводником. Ток течет только там, где есть поле.

RV4LX
14.05.2020, 01:32
Ток течет только там, где есть поле.
Очень интересно. Георг Ом отдыхает?
Вспомним устройство полевого транзистора. Его затвор.
Поле есть а тока нет.

UA4NE
14.05.2020, 01:35
Вот наглядный пример в пояснение к предыдущему сообщению.

Пусть у нас есть плата из двустороннего фольгированного текстолита. В ее середине просверлено отверстие. В отверстие вставлен провод, пропаянный с обеих сторон платы. Вопрос: как потечет ВЧ ток проводимости с одного конца провода на другой.

Т.к. ток высокочастотный, то в силу поверхностного эффекта он прямо по этому проводу не потечет. А потечет зигзагообразно через края платы, при этом сделав по пути три зигзага на 180 градусов. Вот такие примерно зигзаги могут образовываться при ошибках трассировки "земляных" проводников.


Вспомним устройство полевого транзистора.

Речь идет о линиях передачи ВЧ энергии и о проблемах, связанных с этим. Про полевые транзисторы, полупроводники, а также про Георгия Ивановича Вольфганга (который отдыхает) в заголовке темы нет ни слова. Из заголовка скорее выглядывает Джеймс Иванович Клерк, автор известных уравнений электродинамики. Именно из них следует приведенное выше утверждение.

plyrvt
14.05.2020, 09:37
Ничего не понял что хотел донести UA4NE

Для понимания работы ко-планарной линии вот графики электрических и магнитных полей в линии 50 Ом
https://ypylypenko.livejourn al.com/66275.html

Принцип работы и влияние via-holes детально изучен здесь:
https://www.hindawi.com/journals/ijap/2015/481768/

Если via-holes вообще отсуствуют, из-за разного импеданса с боковой землей и с нижней землей - между землями образуется разность потенциалов и там образуется ещё одна микрополосковая линия (CPM mode), самое худшее свойство которой - другая скорость распространения, что делает линию негомогенной.

Для работы на частотах до 10 ГГц их отсутствие или наличие не играет роли. На толстых субстратах частоты будут ниже, ну пусть 5 ГГц.
Выше этих частот приходится заботиться о количестве, положении и форме этих дырок. Особенно выше 20 ГГц

DMJ
14.05.2020, 09:51
Нет пророка в своём отечестве :-|

RA1TEX
14.05.2020, 10:09
тс предусмотрите перед разьемом посадочное под конденсатор на землю. на всякий случай. вдруг чего не срастётся будет чем скомпенсировать.

Phoenix
14.05.2020, 12:59
При использовании FR-4 и работе на относительно низких частотах (менее 3 ГГц) какие лучше переходные отверстия использовать? Большие (диаметр отверстия 0,7 мм) или маленькие (диаметр 0,2 или 0,3 мм)? Торцевая металлизация печатной платы сильно помогает? Нужна ли она?

parovozz
14.05.2020, 13:44
Если дадите параметры субстрата (материал, толщина, толщина дорожек) и выбранную ширину горячей полосы W1 и зазора (или ширины земляного просвета W2) то могу смоделировать как ведет себя ваш переход в полосе частот и предложить расширение линии для лучшего согласования. Но надо и уточнить технологические возможности - какой шаг сетки для травления
Плату буду заказывать в jlcpcb (они единственные, кто особо не ломит цену за превышение "любительского" размера 100х100). Толщина платы 1.6 мм, два слоя по 1 oz. Какая будет диэлектрическая проницаемость - ну это рулетка))

plyrvt
14.05.2020, 14:43
Какая будет диэлектрическая проницаемость
т.е. материал FR4/1.6 mm/35 микрон?

Добавлено через 45 минут(ы):

А ширину полоски какую выбрали?

Phoenix
14.05.2020, 15:00
Плату буду заказывать в jlcpcb (они единственные, кто особо не ломит цену за превышение "любительского" размера 100х100). Толщина платы 1.6 мм, два слоя по 1 oz. Какая будет диэлектрическая проницаемость - ну это рулетка))
Dielectric constant 4.5 (double-side PCB)
Указано здесь (https://jlcpcb.com//capabilities/Capabilities?_ga=2.1 99415470.1279058960. 1589457194-1669731955.158945719 4).

Сергей 12701
14.05.2020, 15:15
Ничего не понял что хотел донести UA4NE ЭЛЕКТРОДИНАМИКА однако.....

plyrvt
14.05.2020, 16:15
ЭЛЕКТРОДИНАМИКА однако.....
с электродинамикой всё понятно. В чем состоит "плодотворная дебютная идея" Михаила?

plyrvt
14.05.2020, 17:46
Если взять такие параметры технологии:
e=4.5; h=1.6; t=1oz (35 микрон), шаг сетки шаблонов 5 mil; зазор от линии до ко-планарной земли 10 mil (два шага сетки = 0.254 мм)

При ширине полоски 45 mil Zo=51.6 Ом, при 50 mil 49.8 Ом

Брать 50 mil + 2x10 mil линию? (1.27 мм + 2х0.254 мм)

UA4NE
14.05.2020, 19:17
Ничего не понял что хотел донести UA4NE

Юрий, я хотел донести до читателей то. что несмотря на существование универсальных рекомендаций, каждый конкретный проект индивидуален. И если разработчик изучал электродинамику или представляет себе хотя бы даже в самых общих чертах пути протекания ВЧ тока, то он эти рекомендации может разработать сам для каждого конкретного случая. Для того, чтобы не наделать ошибок. Любые проектные решения должны применяться осознанно.

Добавлено через 9 минут(ы):


Торцевая металлизация печатной платы сильно помогает? Нужна ли она?

Надо смотреть, где и как она может помочь при межслойных переходах ВЧ тока. В некоторых случаях она наоборот может быть вредна, если препятствует переходу на нужную поверхность нужного слоя. Так же, как могут быть вредны переходные отверстия, размещенные где попало и как попало.

plyrvt
14.05.2020, 19:17
Может лучше 20/75 mil вместо 10/45 mil? Или хотя бы 15/65
Кроме улучшения самой линии - меньше перепад с коннектором на широкую дырку будет

85 + 2x25 = 135 mil = 3.43 мм или более половины ширины дырки у этой модели SMA коннектора

Phoenix
14.05.2020, 21:14
Может лучше 20/75 mil
Я сделал так. Линия 1,95 мм, зазор 0,5 мм. Плата FR-4 1,5 мм, медь 35 мкм. Где полигон выходит за контур платы - торцевая металлизация. Маски нет, иммерсионное золочение. Переходные отверстия 0,3/0,7 мм. SMA разъём - Cinch 142-0701-871. На плате установлен антенный модуль, частота 1,6 ГГц.

Oleg 9
14.05.2020, 21:41
частота 1,6 ГГц.Ничего не понял, вчера частота была 868 МГц #1 (http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?41664-Развод-печатки-под-SMA-разъем-Частота-868-МГц&p=1741061&viewfull=1#post17410 61), сегодня уже 1,6 ГГц, интересно, какая будет завтра...

plyrvt
14.05.2020, 22:31
Рабочей "земляной" опорной поверхностью полосковой линии является верхняя поверхность нижнего слоя металлизации платы, т.е. поверхность проводника со стороны диэлектрика платы. Ток на нее с других поверхностей металлизации сможет попасть только через переходные отверстия на краю платы или на краях полигонов металлизации. Чем ближе отверстие к краю, тем лучше. Переходные отверстия, просверленные вдали от краев полигонов - совершенно бесполезны!
Рабочей "земляной" опорной поверхностью полосковой линии являются обе стороны верхней фольги и одна сторона нижней фольги.
Чтобы между этими землями не возникала разность потенциалов, и своя отдельная уравнивающая волна (CP Mode = CPM) надо хотя бы одно из двух условий:
- взаимные импедансы от горячей линии до каждой земли равны (соотношения зазоров с учетом диэлектриков подобраны таким образом чтобы взаимная связь была равноценной)
- потенциалы выровнены перемычками

В зазоре субстрата E/H поля убывают при удалении от горячего проводника.
Если via-holes будут слишком близко, там где поле ещё недостаточно убыло, то сами эти via-holes как стенки будут тоже иметь значительную связь с горячей линией и получается что линия негомогенна по длине, будут возникать локальные реактивности, будет падать коээфициент отражения, появляться стоячая волна, а на некоторых неудобных частотах локальные нежелательные резонансы (зависят от шага via-holes и их размеров).

Поэтому via-holes надо делать там где напряженность поля падает хотя бы в 10 раз (это так нестрогая формулировка "на глаз", если нужны академические формулировки - то там надо смотреть на плотность энергии)

Для линии Владимира Phoenix (1.95 + 2х0.5 @ 1.6) распределение поля такое
335519

Ставить стенку ближе чем здесь я бы не рисковал, причем если будет стоять дилемма "перебздеть / недобдеть" то я бы выбрал вариант поставить подальше
335520

Строго сформулировать условие "достаточной удаленности" я бы попробовал через влияние на результирующий импеданс

Возьмем снова линию Phoenix и добавим к ней стенки via-holes с шагом 0.5 мм (от 0 до 2 мм), где 0 мм - стенка прямо на кромке верхней линии (нижняя часть верхней фольги не открыта ни капли)
335521

Результирующий импеданс линии у меня получается такой:
0.0 мм: Zo=45.57 Ом
0.5 мм: Zo=49.19 Ом
1.0 мм: Zo=49.63 Ом
1.5 мм: Zo=49.67 Ом
2.0 мм: Zo=49.69 Ом

1 мм я считаю достаточным минимумом если частоты очень высокие (для FR4 более 5 ГГц) и 0.5 мм если не очень высокие (до 3 ГГц)
335522
335523

parovozz
14.05.2020, 23:03
Для понимания работы ко-планарной линии вот графики электрических и магнитных полей в линии 50 Ом
https://ypylypenko.livejourn al.com/66275.html

Принцип работы и влияние via-holes детально изучен здесь:
https://www.hindawi.com/journals/ijap/2015/481768/
Там такие частоты, что мама-мия)


Ничего не понял, вчера частота была 868 МГц #1, сегодня уже 1,6 ГГц, интересно, какая будет завтра...

Это не я. Он сам пришел.

plyrvt
14.05.2020, 23:04
Там такие частоты, что мама-мия)
Ну там и размеры субстрата мама-мия. Для FR4 такие эффекты будут где-то с 2-4 ГГц

parovozz
14.05.2020, 23:52
т.е. материал FR4/1.6 mm/35 микрон?

Добавлено через 45 минут(ы):

А ширину полоски какую выбрали?

Ширина меди 1.4 мм, зазор 0.29 мм. Считал в TXLine для e=4.6

plyrvt
15.05.2020, 00:24
Ширина меди 1.4 мм, зазор 0.29 мм. Считал в TXLine для e=4.6
шаг лучше делать такой какой заявляет производитель.
Если там дискретность 5 мил, то 0.29 мм превратятся или в 10 мил (0,254 мм) или в 15 мил (0.381 мм)
Для своего FR4 они заявляют e=4.5

55/10 mil на e=4.5 дают 48.36 Ом, что тоже неплохо.
А если закруглят до 15 мил то 53.48 Ом

UA4NE
15.05.2020, 10:04
Юрий, спасибо. Картинки полей полосковых линий с "несколькими землями" более чем наглядны. Это уже получается не классическая линия, а какой-то гибрид -))

Если приближать нижний проводник к верхнему, уменьшая слой диэлектрика, то роль "боковых земель" будет уменьшаться, и линия будет приближаться по своим свойствам и распределению поля и токов к классической.

plyrvt
15.05.2020, 11:20
то роль "боковых земель" будет уменьшаться
Соотношение роли боковых и нижней линии зависят от выбранного материала и желаемой ширины горячей полосы.

СВЧ материалы обычно более тонкие чем бытовой FR4, например для Rogers RO4003C доступны

0.008” (0.203mm)
0.012 (0.305mm)
0.016”(0.406mm)
0.020” (0.508mm)
0.032” (0.813mm)
0.060” (1.524mm)

RO4350B:


0.004” (0.101mm)
0.0066” (0.168mm)
0.010” (0.254mm)
0.0133” (0.338mm)
0.0166” (0.422mm)
0.020”(0.508mm)
0.030” (0.762mm)
0.060”(1.524mm)


Для FR4 (e=4.5, h=1.6, t=1oz) Zo=50 Ом можно получить вообще без верхней земли с шириной полоски 2.96 mm (округлено 115 mil = 2.921 mm)

При такой широкой полосе верхняя земля должна быть на бесконечном удалении.
Когда горячую полосу делаем тоньше - сопротивление с нижней землей растет выше 50 Ом, и чтобы выйти суммарно на 50 Ом надо придвигать верхнюю землю.

С полоской 1.4 мм (как у parovozz) импеданс линии относительно нижней земли 74 Ом.
Если нижнюю землю вообще убрать, то импеданс линии относительной боковой земли (при зазоре 0.29 мм) будет 55.2 Ом

Связи между этими 2 линиями нельзя считать параллельными (суммарный импеданс линии не равен 74*55/(74+55)=31.5 Ом, потому что при появлении верхней боковой земли - связь с нижней резко изменяется, они взаимно перекрываются.

Полный импеданс линии parovozz 49.92 Ом, если убрать нижнюю землю - 55.22 Ом. Получается что введение нижней земли равноценно добавлению 520 Ом параллельно.

Из-за того что связь так сильно отличается (на порядок!) и нужны выравнивающие via-holes которые гасят CP Mode.

С увеличением ширины горячей полосы связь с нижней землей будет расти, а связь с верхней землей (и её экранирующие свойства) ослабевать. Перекос уже будет не такой сильный и CP Mode будет ослабевать сама по себе (даже без via-holes)

При ширине верхней полоски 2.96 мм связи с верхней землей нет вообще (бесконечное сопротивление), а при ширине полоски 1.4 мм связь с верхней в 10 раз сильнее. Где-то между 1.4 и 2.96 мм существует такая ширина, когда связи равноценны (типа 100+100 = 50 Ом). Половина фотонов которые вылетели с горячей полосы достигли верхних земель, половина нижней, потенциалы выровнены, CP Mode самопогасилась.

В размерах Phoenix, если вообще убрать нижнюю землю то импеданс 60.7 Ом. Добавление нижней земли равноценно вводу 286 Ом. Перекос снизился с 10 раз до 4.7 раза

Например взять линию 90 mil (2.286 mm), зазор 30 mil (0.762 mm). Zo=49.8 Ом
Верхняя земля в такой линии дает 67.1 Ом, добавление нижней земли равноценно вводу 193 Ом. Перекос всего 2.9 раза

Общая ширина верхнего земляного зазора 150 mil (3.81 мм) что значительно ближе к примененному типоразмеру SMA коннектора с широкой дыркой 6.35 мм

RA3WDK
15.05.2020, 12:01
AppCad - есть такая программа, можно в ней посчитать. Но без учета металлизированных отверстий.
335572
Есть еще одна программа - то же бывает полезной
335573

plyrvt
15.05.2020, 12:12
100/45 mil (2.54 + 2x1.143 = 4.826 = 190 mil)
75.11 + 150 = 50.06 Ом
Как я понимаю потенциалы должны быть везде равны (75 = 150 + 150 две верхних земли. 150 эквивалент нижней. На каждую из 3 земель приходит 1/3)

335574

Добавлено через 5 минут(ы):


AppCad - есть такая программа, можно в ней посчитать. Но без учета металлизированных отверстий.
в AppCAD с размерностями чертежа ахинея.

Для однопроводной линии над сплошным экраном с диаметром провода 2,25 мм (бытовой провод 4 мм2) на высоте 2 мм волновое сопротивление в AppCAD там 34,5 (должно быть около 100 Ом). Для двух проводов того же диаметра с расстоянием в пол-миллиметра в AppCAD Zo=44.1 Ом, а должно быть 78 Ом.

Если D=2.25, то ввести H<=2.25 вообще нельзя, а при H=2.26 получается 0.53 Ома (бред)
Ввести зазор 1 мм (H=D/2+1 mm = 1.125 + 1 = 2.125) вообще нельзя
Для двухпроводной линии ахинея, при зазоре 0.1 мм волновое 1.1 Ом

Сами приближенные формулы там взяты из "Transmission Line Design Handbook", но как то нарисованы криво и непонятно.
Те же формулы но для большего ассортимента линий есть на этом сайте:
https://www.eeweb.com/tools/edge-coupled-microstrip-impedance
https://www.eeweb.com/tools/twisted-pair

для этих формул есть только "удобный" диапазон когда результаты близки к фактическим, а на всяких крайностях они не очень

Из простых бесплатных утилит ATLC2
http://www.hdtvprimer.com/KQ6QV/atlc2.html

умеет считать импедансы для произвольных линий (все что угодно можно нарисовать), решая уравнения
неточности такой программы связаны только с методом представления - чертежи рисуются в BMP пикселами и расчет идет на пиксели. Дискретность пикселизации главный фактор неточности (особенно для выпуклых поверхностей на небольших зазорах)

Эта программа очень неудобна:
* свободно делать библиотеку материалов (металлы, диэлектрики) нельзя
* количество решаемой информации небольшое (нельзя узнать погонное затухание, свип в широкой полосе частот, узнать о появлении других мод распространения и их свойствах)
* рисовать очень сложно (только BMP формат)
* автоматически подбирать значения или выводить графики (параметрический свип, автоподбор) нельзя
* многокомпонентные линии не поддерживаются, только одна горячая и одна reference ground

Всех этих недостатков лишен Ansys 2D Extractor. Считает намного быстрее (практически мгновенно), сетку разбиения делает на треугольники и сам её уплотняет. Любая геометрия рисуется в пару кликов, в т.ч. на переменных (подправил значение переменной и модель готова), выводятся любые графики в зависимости от переменных размеров или частот, любые материалы и их свойства выбираются или меняются в пару кликов. Выводит полную информацию о линии (все что можно узнать из RLGC) - включая погонные затухания, скорость распространения, моды распространения. Рисует карты напряженности полей, силовые линии, векторы. В статике или в анимации.

RA3WDK
15.05.2020, 13:07
AppCaAD нормально считает, если не лезть в варианты, лишенные смысла для реализации. По крайней мере, ни разу не подводила при расчете МПЛ. Радиолюбителю вполне сойдет.

plyrvt
15.05.2020, 13:35
К двум microstrip калькуляторам из AppCAD претензий нет.
Двухпроводная симметричная линия и линия из круглого провода над землей - запрограммированы ошибочно (правильные формулы неправильно привязаны к чертежу)

Двухпроводная линия диаметром D, у которой зазор между осями 2*D, или зазор между проводами D имеет сопротивление 166 Ом.

AppCAD показывает 133 Ом. Чтобы AppCAD правильно показал искомые 166 Ом надо ещё добавить 1 радиус (S = 2.5 * D)

Т.е. поле S берет из чертежа расстояние от оси одного провода до противоположной стороны второго провода. Простой баг программиста.

В калькуляторе "Wire Over Ground" на чертеже H нарисована от оси провода до земли.
Но ввести H=D нельзя.
Программа думает что H это расстояние до противоположного края провода

Чтобы она посчитала правильно надо добавить ещё радиус (если хотите посчитать для высоты H надо вводить H+D/2). Т.е. поле H берез из чертежа расстояние от земли до противоположной стороны провода. Простой баг программиста.

RA3WDK
15.05.2020, 13:44
Наверно, потому что двухпроводные линии все считают, начиная с 200 Ом, то особо большой ошибки нет - вот и не замечают. Да и экзотика это уже, как и провод над поверхностью металла. Основное - коаксиал и МПЛ.

plyrvt
15.05.2020, 13:58
Наверно, потому что двухпроводные линии все считают, начиная с 200 Ом
я вот например захотел Логопёра сделать и подобрать разнос трубок. И не на 200 Ом.

RA3WDK
15.05.2020, 15:40
Да с логопером и по обычному калькулятору двухпроводной линии неточно получается. Там немного другая математика (от диаметра элементов и "тау" логи есть зависимость) . Кстати, на 50 Ом выйти с круглыми трубами не просто - зазор небольшой. А вот с траверсами квадратного сечения - запросто ! (это выпускаемые нами серийно П6-122 П6-122М2 от 300 до 6 ГГц).
Хотя в П6-322 (80 МГц -3 ГГц) удалось сделать на трубах, только небольшая часть (примерно от 800 МГц до 3ГГц) квадратного сечения.

С трубами примерно такое соотношение было - для 22 трубы - 10 мм под 75 Ом, 8 мм под 50 Ом.

plyrvt
15.05.2020, 16:01
Там немного другая математика (от диаметра элементов и "тау" логи есть зависимость)
математика там другая и для той математики на выходе дают Zo собирающей линии (если надо антенна 50 Ом, оно не будет равно 50 Ом, там другие цифры)
с круглыми трубами на 50 Ом получается непрактичная для обычного пользования конструкция. но мне для контрольно-измерительной антенны (эталонной) круглые трубки удобнее

RA3WDK
15.05.2020, 16:10
Для измерительной антенны можно купить квадратную трубу и насверлить отверстий под элементы - это удобнее, чем круглую траверсу в кондукторе сверлить. Есть еще вариант - как раз на МПЛ. Это печатные антенны на FR4. (наши комбинированные П6-151 П6-251 от 30(100)МГц до 6 ГГц). Как контрольно-измерительная - очень даже хорошая антенна, при том, что габариты - взял под мышку и пошел.

plyrvt
15.05.2020, 16:38
насверлить отверстий под элементы - это удобнее
это зависит от частот, ниже 1.7 ГГц мне не надо, поэтому и сверлить нет нужды. Если надо захватить частоты до 1 ГГц - однозначно бы делал из алюмопрофиля квадратного (и такая у меня тоже есть)



Есть еще вариант - как раз на МПЛ. Это печатные антенны на FR4.
печатное исполнение мне не нравится способом прокладки кабеля. надо тщательно подбирать специальный тонкий кабель под форму полос и все равно получается ассиметричная собирающая линия
https://fenix.tecnico.ulisbo a.pt/downloadFile/844820067125562/Extended_Abstract.pd f

мне надо безконнекторный вариант с прокладкой толстого кабеля (5D-FB). Идеально с круглой трубкой согласуется, а с медью проще работать чем с алюминием
сертифицированных антенн за 2 килобакса мне не надо, простая "конструкция выходного дня" у меня получилась

khach
15.05.2020, 17:10
AppCad - есть такая программа, можно в ней посчитать. Но без учета металлизированных отверстий.
У автора темы копланар а не микрополосок. Поэтому считать надо другим калькулятором.
возня с формой земляного полигона имеет смысл на частотах выше 10 ГГц. Или если это измерительный прибор делаем. Гуглите sma to microstrip transition - там переходов будет море. Но есть куча ньюансов- например центральный контакт- како вего диаметр, круглый он или плоский, какова толщина и диэлектрическая проницаемость диэлектрика платы- все влияет и будут отличия в реализации перехода.
В идеале так как на фото, но это при тонком слое СВЧ диэлектрика на многослойной плате и для больших частот выше десятки ГГц. Ну и разьем тут более специальный применен.
335589

RA3WDK
15.05.2020, 17:33
Копланарная линия есть в AppCAD, считает достаточно точно.

Добавлено через 6 минут(ы):



печатное исполнение мне не нравится способом прокладки кабеля. надо тщательно подбирать специальный тонкий кабель под форму полос и все равно получается ассиметричная собирающая линия


Если кабель QuickForm EZ86 проложить по 3 мм полосковой линии (причем с двух сторон - если нужна абсолютная симметричность) - получится все ОК.
Причем, получилось так неплохо, что при сравнении с антеннами ААрония и R&S - разницы в симметричности ДН не было.
Мне МПЛ логи нравятся тем, что в 1,5 раза меньше размером.
http://ra3wdk.qrz.ru/FSM/LPDA250.jpg

http://ra3wdk.qrz.ru/FSM/SWR_LPDA.jpg

parovozz
15.05.2020, 18:52
100/45 mil (2.54 + 2x1.143 = 4.826 = 190 mil)
75.11 + 150 = 50.06 Ом
Как я понимаю потенциалы должны быть везде равны (75 = 150 + 150 две верхних земли. 150 эквивалент нижней. На каждую из 3 земель приходит 1/3)
А это для какого случая?

Добавлено через 5 минут(ы):


Где-то между 1.4 и 2.96 мм существует такая ширина, когда связи равноценны (типа 100+100 = 50 Ом). Половина фотонов которые вылетели с горячей полосы достигли верхних земель, половина нижней, потенциалы выровнены, CP Mode самопогасилась
Я правильно понимаю, что надо стремиться к этому, чтобы ВЧ токи не протекали по переходным отверстиям?

А имеет ли значение для самой антенны, какая форма у противовеса - на одном слое или на двух? Антенна - штырь типа BY-868-02 SMA-M R/A или BY-868-01 SMA-M R/A.

Добавлено через 27 минут(ы):

Увеличил копланар до 100/45. Появилась проблема с другой стороны - как подвести копланар к интегральному балуну (контакт Z1_4)? Я понимаю, что на 868 МГц всё это не критично, но всё же.
335593

plyrvt
15.05.2020, 19:34
А это для какого случая?
для любого случая. чем толще линия тем ниже потери и тем выше точность (меньше чувствительность к технологическому разбросу). но занимает больше места.
более толстая линия (4.826 мм суммарно) для широкого коннектора (6.35 мм) будет создавать меньше перепад


надо стремиться к этому, чтобы ВЧ токи не протекали по переходным отверстиям?
да особо без разницы, текут себе и текут. на тонких субстратах вон и 80 ГГц не проблема



А имеет ли значение для самой антенны, какая форма у противовеса - на одном слое или на двух?
не понимаю вопроса, о каком противовесе речь
к вашей антенне есть документация производителя как её монтировать?

обычно такие антенны "недоантенны", просто диполь с прямым включением коаксиального кабеля, или J-антенна без балуна с прямым включением кабеля. диполь имеет оба плеча (не нуждается в сторонних противовесах и даже наоборот противопоказана близость других металлических предметов), но не имеет балуна. По холодному проводнику линии питания (неважно коаксиальной или полосковой) текут синфазные токи, которые влияют и на согласование и на диаграмму направленности, и на чистоту поляризации
335594335595

Добавлено через 16 минут(ы):


Появилась проблема с другой стороны
Для перехода с CPW на однополосковую линию делают transition region
335596

Но на FR4 однополосковая линия 50 Ом имеет ширину 2.96 мм, что не сочетается с SMD балунами

Обычно производитель интегральных компонентов должен в даташите предоставить рекомендуемую топологию
Вот рекомендации для BALF-SPI-01D3
335601335602
У них сплошная земляная заливка со стороны подвода CPW 50 Ом

Добавлено через 12 минут(ы):


В идеале так как на фото, но это при тонком слое СВЧ диэлектрика на многослойной плате
да при любом слое так проще всего и оптимальнее. я этот метод описывал выше: увеличивать ширину горячей полоски до тех пор, пока просвет между верхней землей не будет в точности равен выходной дырке коаксиального SMA разъема.
Неудобство этого метода для частного случая parovozz в том, что он выбрал самый крупный SMA какой только может существовать - с дыркой 6.35 мм (версии с умышленным расширением пина со стороны приборного фланца не рассматриваем - сделать так специально конечно возможно, но обычно стоит противоположная задача - как уменьшить с дефолтных 6.35)

Для такой широкой дырки получается очень широкая полоса с большими зазорами (хотя далее опять используются интегральные SMD СВЧ компоненты).
С такой неоправданно широкой полосой на низкочастотном субстрате FR4 получается неоправданно большая связь с нижней землей (целиком через толстый и плохой субстрат с высоким тангенсом потерь) и слабая с верхней.

parovozz
15.05.2020, 19:46
к вашей антенне есть документация производителя как её монтировать?
Антенна вот
https://data.electronshik.ru/ne_images/2/2196506-1_500.jpeg
накручивается на разъём и всё.


Обычно производитель интегральных компонентов должен в даташите предоставить рекомендуемую топологию
Балун такой
https://www.murata.com/products/productdata/8799796756510/LFD21891MMF3D931.pdf ?1498102219000

plyrvt
15.05.2020, 20:13
Балун такой
они рекомендуют земляную заливку и однополосковый отвод под 45 градусов (для вашего FR4 он будет 2.96 мм)
335603


Антенна вот
я не знаю что там внутри, это может быть как под монтаж на металлическую землю (не входит в комплект поставки, металлизированный корпус устройства с радиусом не менее 0.6 лямбды от места крепления коннектора) так и самодостаточная антенна к которой можно крепить кабель снижения
Внутри может быть как монополь (не работает без земляного полигона) так и диполь (самодостаточная антенна)

parovozz
15.05.2020, 22:15
они рекомендуют земляную заливку и однополосковый отвод под 45 градусов (для вашего FR4 он будет 2.96 мм)
Сделал так и решил на этом остановиться
335604
а 2.96 - это шире, чем сам балун)

Добавлено через 15 минут(ы):


шаг лучше делать такой какой заявляет производитель.
Если там дискретность 5 мил, то 0.29 мм превратятся или в 10 мил (0,254 мм) или в 15 мил (0.381 мм)
Для своего FR4 они заявляют e=4.5

55/10 mil на e=4.5 дают 48.36 Ом, что тоже неплохо.
А если закруглят до 15 мил то 53.48 Ом
Следуя этой рекомендации, пересчитал под 65/20, но толщина платы уменьшилась до 1.2 мм

plyrvt
15.05.2020, 22:21
Сделал так и решил на этом остановиться
земли больше добавьте как слева
335605