Leitungsanpassung PCB

[Santiago (Gast)]

Hallo zusammen,

ich versuche gerade eine GPS Antenne mit einem GPS Empfänger zu 
verbinden. Beide sind smd Bauteile und sollen auf ein und derselben 
Platine verbaut werden. Die Antenne besitzt wie der Empfänger eine 
Impedanz von 50 Ohm. Meine Frage dazu bezieht sich auf das Stück 
Kupferleitung dass ich zum verbinden dimensionieren muss. Muss ich 
hierbei eine Leitungsanpassung durchführen? Wenn ja wie berechne ich 
diese?

Santi

[Wolfgang M. (womai)]

Am einfachsten ist ein Microstrip (Leiterbahn auf der Platinenoberseite, 
Referenzflaeche auf der Unterseite). Unter der Annahme, dass Deine 
Platine zweilagig ist, Standard-Dicke 1.6mm, FR-4 (also eps_r ca. 4.5), 
ist die notwendige Leitungsbreite ca. 3mm. Auf der Unterseite der 
Platine muss dazu eine solide Erdflaeche sein, bis mindestens 3-4 
Leitungsbreiten links und rechts von der Leiterbahn.

Fuer andere Konfigurationen oder andere Dimensionen kannst Du Dir die 
Leiterbahnbreite mit einem Transmission-Line-Rechner selber berechnen, 
z.B. TXLine (zum Runterladen vom meiner Webseite, 
http://www.testtechniques.com/ --> Free Tools). Wenn Dir z.B. 3mm 
Leiterbahnbreit zu viel ist, kann man eine Coplanare Leitung mit 
Erdflaeche (coplanar line with ground) verwenden - TXLine kann auch 
sowas berechnen.

[Uwe N. (ex-aetzer)]

@ Santiago,

wie sieht dein Lagenaufbau aus ? Doppelseitige Platine oder Multilayer ?
Sind endscheidende Details !

Gruss Uwe

[Santiago (Gast)]

Danke erstmal für Eure Antworten.

@alle:

Ich bevorzuge im Moment noch ein 1-Layer Design. Gibt es dafür auch 
Möglichkeiten?

@womai:

Spielt die Länge des Microstrips keine Rolle? TXLine habe ich
installiert und mal ein bischen rumprobiert. Gibt es dafür auch eine
Anleitung? Vielleicht ist keine nötig da die Abbildungen ja schon
einiges über den Ursprung der Parameter aussagen. Wofür steht
allerdings die Abkürzung CPW? Würde das meinem 1-seitigen Platinenaufbau
entgegenkommen?

Santi

[Uwe N. (ex-aetzer)]

Hallo Santiago,

> Spielt die Länge des Microstrips keine Rolle?

Nein, nicht bei Impedanzen. Such mal hier nach "Wellenwiderstand".
Im Anhang findest du eine mögliche Geometrie für die Leiterzüge.

Gruss Uwe

[Santiago (Gast)]

@ex-aetzer:

Danke Uwe. Das sieht schon sehr gut aus und ich denke mit den
Werten kann ich arbeiten.

Ist der im Anhang dargestellte Screenshot von der Si9000 Software
gemacht worden? Vielleicht sogar von der Demoversion?

@alle:

Ich hätte noch eine weitere Frage bezüglich der smd GPS Antenne.
Im Datenblatt steht etwas von der Implentierung einer Anpass-
schaltung die aus 3 Layout abhängigen Komponenten besteht. Ist
hierbei von Transformationsschaltungen mit 3 Elementen die Rede
wie sie in der HF-Technik eingesetzt werden? Wenn ja wie kann
man sie berechnen? Ich hab mal einen Screenshot angehängt.

Santi

[Santiago (Gast)]

@alle:

Mmm, der Anhang hat nicht geklappt. Anscheinend geht das nur als
registrierter Benutzer. Aber vielleicht macht es ja nicht allzu
viele Umstände mal einen Blick in das folgende Datenblatt auf Seite
10 zu werfen:

Cyaneus GPS Co-planar Antenna
Part No. A10137

Einfach diese Bezeichnung in Google eintippen und einer der 1.
Links sollte zum Datenblatt führen.

Santi

[Wolfgang M. (womai)]

> Ich bevorzuge im Moment noch ein 1-Layer Design. Gibt es dafür auch
> Möglichkeiten?
...
> Wofür steht
> allerdings die Abkürzung CPW? Würde das meinem 1-seitigen Platinenaufbau
> entgegenkommen?

Ein "Coplanar Wave Guide" braucht nur eine Lage. (CPW = CoPlanar 
Waveguide). Allerdings aufpassen, dass keine metallischen Strukturen 
oder andere Elemente zu nahe kommen.

[Andy H. (vinculum)]

Wenn du die Leitung zwischen den beiden SMDs so kurz wie möglich machst, 
spielt die Leiterbahnbreite keine Rolle. Das wird erst ab sagen wir 1/10 
lamda interessant.

[Uwe N. (ex-aetzer)]

Moin Santiago,

> Ist der im Anhang dargestellte Screenshot von der Si9000 Software
> gemacht worden? Vielleicht sogar von der Demoversion?

Fast, ich arbeite hier mit Si8000, dem Vorgänger. Und nein, kein Demo - 
wir haben dafür einige Taler investieren müssen.

Gruss Uwe

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

qucs kann sowas auch berechnen, falls es von Interesse ist.  Was er
(im Gegensatz zu dem gezeigten Si8000) nicht mit einbezieht ist den
Einfluss des Lötstopplacks.

[Santiago (Gast)]

Hallo zusammen,

ich möchte mich bei allen bedanken die mir bei der Dimensionierung
der Verbindung zwischen Antenne und GPS Empfänger mit Tips und Tricks
weiter geholfen haben.

Die Programme txl und qucs funktionieren gut, auch wenn sie bei gleichen
Parametern leicht unterschiedliche Ergebnisse anzeigen.

Die Platinenhersteller geben leider auch nicht immer an, wie hoch das
Er des Platinenmaterials oder dessen dielektrischer Verlustwinkel ist.

Ich denke ich werde noch ein bischen weiter googlen oder über ein paar
Versuche herausfinden, ob die errechneten Werte zu einer brauchbaren
Lösung führen.

mit freundlichem Gruß,

Santi