Hallo zusammen,
Ich beschäftige mich schon eine Zeit lang mit dem Thema Antennenmatching
für eine eigene kleine Platine mit GSM-Chip-Antenne, aber ein kleiner
letzter Schritt fehlt mir leider noch zum Erfolg, ich hoffe ihr könnt
mir weiterhelfen:
Hier mal eine Zusammenfassung von meinem aktuellen Status (hilft ev.
auch anderen Usern um an die Sache heranzugehen!?):
- Ich hab mir den Ti und den Cypress Antenna Design Guide angeschaut zum
Thema Antenna Matching.
- Ich hab einen Pocket VNA zum Bestimmen des S11
- Ganz wichtiges Thema ist die Kalibrierung des Messgeräts! (Das war mir
anfangs nicht bewusst).
- Die Kalibrierung habe ich nun im Griff, das passt. Ich arbeite mit
einem U.FL Connector beim Einspeisepunkt und einen U.FL Calibration Kit
(ohne PortExtension)
- Ich kann die Antenne grundsätzlich schön vermessen und die
Matching-Komponenten wirken sich in die richtige Richtung aus, das
passt.
- Das Matching simuliere ich immer zuerst mit MatchCalc, das ist
kostenlos und einfach zu bedienen. Gefällt mir persönlich recht gut.
Matching auf 50Ohm ist soweit mal kein Problem, kann ich auch
nachmessen, das passt mit der Simulation überein.
Problem:
Wenn ich die Antenne nun mit den Bauteilen abstimme, sodass der S11
schöne 50 Ohm hat, verbessert sich leider nicht die Empfangsleistung
meines Geräts. (Sim868 + Empfangsanzeige per Display).
So, nun habe ich noch rausgefunden, dass GSM (zumindest in AT) auf
folgenden Frequenzen arbeitet:
- Downlink von der Basestation zwischen 945MHz und 960MHz (A1)
- Uplink vom Gerät weg zwischen 880MHz und 915MHz
Ich hab nun versucht die Antenne sowohl auf 950MHz zu trimmen und auch
auf 900MHz, beide male leider das gleiche, schlechte Ergebnis.
Nun schön langsam zu meinen Fragen:
Leider schaffe ich es nicht die Antenne so breitbandig zu trimmen, dass
sie im ganzen Bereich zwischen 880MHz und 960MHz gute Performance
bietet. Aber bisher habe ich es noch nichtmal geschafft die
Empfangsleistung mit meiner Vorgehensweise zu verbessern, geschweige
denn in beide Richtungen.
Jetzt habe ich im Cypress Guide noch einen zusätzlichen Punkt gelesen:
Man soll einmal den Chip abhängen und die Antenne matchen, dann die
Antenne abhängen und in den Chip rein matchen.
Klingt soweit gut, dann könnte ich in den Chip rein auf 950MHz matchen
um die Empfangsleistung zu optimieren und die Antenne auf 900MHz matchen
um die Sendeleistung zu optimieren.
Das hätte ich mir jetzt mal genauer angeschaut, aber das versteh ich
noch nicht so ganz. Das ergibt ja unterschiedliche Matchingkomponenten
die an der gleichen Leitung hängen, und sobald ich die Bauteile für
Matching A einbaue beeinflusst das ja wiederum das Matching B und
umgekehrt ...
Ich hoffe hier kann mir noch jemand das letzte fehlende Puzzlestück
geben, danke.
Hallo Daniel,
mein Ratschlag - bitte nicht böse sein, aber ich spreche aus Erfahrung -
nimm eine fertige GSM-Antenne mit Koaxkabel und vielleicht mit
Magnetfuß.
Als Entwickler löst man immer nur Probleme. Kaum hat man ein Ergebnis,
kommt die nächste Herausforderung. Das nimmt nie ein Ende. Also, gönne
Dir den Luxus und verwende eine fertige Antenne, die Du dort hinsetzt,
wo es dir gefällt.
Das hat nichts mit Kompetenzdefiziten zu tun, sondern mit Stärke. Ich
verwende auch gerne fertige Antennen und konzentriere mich auf andere
Dinge.
Aber ich kenne Deine Applikation nicht, vielleicht bist du gezwungen
etwas selbst zu machen.
Viel Erfolg!
Bernd
Hallo,
den Tip mit fertiger Antenne kann ich leider nicht umsetzen.
Es ist eine kompakte Platine und muss in ein Gehäuse rein, da ist kein
Platz für was externes.
Grundsätzlich hätte ich ja schon versucht mir quasi eine fertige Antenne
zu wählen, indem ich eine Chip-Antenne genommen habe anstatt einem
Eigendesign. Trotzdem braucht die Chipantenne noch ein Matching, weil
die idealen Bedingungen (zB. große Massefläche) des Referenzdesigns ja
quasi nie umzusetzen sind. Dazu kommt dann das Gehäuse usw.
Ich bleib dabei, ich will das hinkriegen, das kann ja nicht unmöglich
sein.
Es soll ja auch gerne ein Lernzprozess sein, denn ich werde das
beruflich noch öfter brauchen. Ich hab schon viel Zeit investiert und
mich in die Materie eingearbeitet, aber es fehlt irgendwie noch der
letzte Schritt.
lg
Hallo Daniel,
gut, klare Ansage! Also zur Unterstützung: Wir haben unsere designten
Antennen immer in ein fertiges Gerät eingebaut. Nur haben wir die
Antennenleitung aufgetrennt und ein super dünnes Koaxkabel nach draußen
angeschlossen. Der Aufbau wurde dann auf einen Podest montiert, welcher
der späteren Anwendung möglichst nahe kommt. Ggf. muss man einen
künstlichen Kopf, eine Hand oder einen Meßschrank oder Tisch verwenden.
Aber das wirst Du sicher bereits berücksichtigt haben.
Dann darf man nicht vergessen, dass sich die S-Parameter an aktiven
Bauelementen im "stromlosen" Zustand von denen im Betrieb, auch bei
gepulster HF-Leistung, unterscheiden. Vielleicht kann man bei RX noch
einigermaßen messen. Bei TX dürfte es ein klein wenig aufwendiger
werden.
Ich wünsche Dir viel Erfolg und einen guten Wirkungsgrad!
Gruß
Bernd
Bernd B. schrieb:> Hallo Daniel,>> gut, klare Ansage! Also zur Unterstützung: Wir haben unsere designten> Antennen immer in ein fertiges Gerät eingebaut. Nur haben wir die> Antennenleitung aufgetrennt und ein super dünnes Koaxkabel nach draußen> angeschlossen. Der Aufbau wurde dann auf einen Podest montiert, welcher> der späteren Anwendung möglichst nahe kommt. Ggf. muss man einen> künstlichen Kopf, eine Hand oder einen Meßschrank oder Tisch verwenden.> Aber das wirst Du sicher bereits berücksichtigt haben.>> Dann darf man nicht vergessen, dass sich die S-Parameter an aktiven> Bauelementen im "stromlosen" Zustand von denen im Betrieb, auch bei> gepulster HF-Leistung, unterscheiden. Vielleicht kann man bei RX noch> einigermaßen messen. Bei TX dürfte es ein klein wenig aufwendiger> werden.>> Ich wünsche Dir viel Erfolg und einen guten Wirkungsgrad!>> Gruß>> Bernd
Hallo Bernd,
ja, das habe ich schon alles berücksichtigt.
Mein Problem ist aktuell eher, dass ich durch meine Maßnahmen bisher
noch nie eine Verbesserung erreicht habe. Egal ob mit Gehäuse oder auch
an der blanken PCB.
Ich vermute daher noch irgendwo einen systematischen Fehler in meinem
Prozess, steh aber schön langsam an mit meinem Latein.
Einzig die oben gestellte Frage wäre für mich noch ein Punkt woran es
ev. liegen könnte!?
lg
Hab hier mal eine Messung angehängt wie ich vorgehe.
Rechts die Simulation (rot Ausgangsbasis, blau mit Matching).
Links dann nochmal mit realen Bauteilen nachgemessen.
Die Übereinstimmung finde ich ganz OK, damit kann man arbeiten.
(Das Bild war nur mal Quick & Dirty, mir ist klar, dass nicht perfekt
auf 50Ohm ist.)
Hallo Daniel,
eine gute Anpassung (relativ gesehen, z.B. besser als 10dB) umschlingt
den Anpasspunkt mit einem gleichmäßigen Radius.
Einfach berühren bringt "nur" Anpassung bei einer Frequenz und ist
schnell futsch.
Gruß
Bernd
Daniel schrieb:> Ich hab nun versucht die Antenne sowohl auf 950MHz zu trimmen und auch> auf 900MHz, beide male leider das gleiche, schlechte Ergebnis.
Ich würde es auf die Empfangs Frequenzen optimieren.
Die Sendeleistung wird ja bei GSM in einem weiten Bereich angepasst.
Erstens. Ist die Impedanzmessung im Anwendergehaeuse oder auf dem Tsich
erfolgt ?
Zweitens, sind die 50 Ohm nicht ganz so wichtig. Denn ob 50 Ohm, oder
45, oder 55, die Reflektionen ist nicht so dramatisch.
Drittens sollten wir das Gehaeuse anschauen. Ein PVC, Carbon, ..
Absorbergehause ?
Ich mache Mikrowellen Simulationen, und das Gehaeuse ist halt nicht nur
ein zuaetzliches Stueck Plastik, sondern integraler Teil eines
Antennendesigns.
Falls ein Simulationsprogramm nicht zur Verfuegung steht, wuerde ich
Messungen machen. Dh die Antennenpositionen im Gehaeuse mit der freien
Antenne vergleichen. Und so die optimale Position rausfinden. Oh, die
Position im Gehause ist schon vorgegeben...
... ich gebe zu bedenken, dass bei Fehlanpassung die Strompulse beim
Senden stärker ausfallen und der Akku schneller entladen ist. Auch
erfolgt die Einstellung der Sendeleistung aus dem Protokoll der
Basisstaion.
Aber das hatten wir schon, die Welt besteht nicht nur aus Schwarz oder
Weiß, sondern aus vielen Grautönen.
Gruß
Bernd
Ja, das Gehaeuse kommt auch in die Antennenparameter rein. Als
Daempfung. Und auch mit Richtwirkung, in welcher Form auch immer.
Also immer mit Gehaeuse messen. Mit der gleichen Menge an Metall. Noch
besser mit dem uebrigen Innenleben an der richtigen Position. Also
Leiterplatten, ..
Siehe auch die Doku bei CST : https://www.cst.com
Bernd B. schrieb:> Hallo Daniel,>> eine gute Anpassung (relativ gesehen, z.B. besser als 10dB) umschlingt> den Anpasspunkt mit einem gleichmäßigen Radius.>> Einfach berühren bringt "nur" Anpassung bei einer Frequenz und ist> schnell futsch.>> Gruß>> Bernd
Hallo Bernd,
ja, das ist mir auch schon aufgefallen.
Fast überall sieht man dieses Umschlingen, aber bei mir ist das leider
nicht der Fall.
Diese Schlinge ist aber mit oder ohne Matching nicht vorhanden.
Da es eine zugekaufte Keramik-Antenne ist, wäre ich davon ausgegangen,
dass diese das richtige Verhalten schon zum größten Teil mitbringt!?
Ich kann diese Schlinge ja nicht mit meinen Bauteilen herbeiführen,
oder?
Diese Schlinge ist weder mit noch ohne Gehäuse vorhanden.
Einzig bei der Messung in den Sim868 konnte ich diese Schlinge messen,
aber nicht Antennenseitig.
Kann mir noch jemand mehr Infos zu dem Thema geben, dass sowohl
antennenseitig angepasst werden soll, und auch in den Chip rein.
Wie vertragen sich diese beiden Matching-Bauteile miteinander? Die einen
Bauteile beeinflussen doch das Matching des anderen und umgekehrt....
Oder reicht es aus nur die Antenne zu matchen?
PS: mir ist klar, dass das Gehäuse einen Einfluss auf das Ganze hat,
aber das ist nicht das Problem dieses Threads!
Jetzt ist G. schrieb:> Ja, das Gehaeuse kommt auch in die Antennenparameter rein. Als> Daempfung. Und auch mit Richtwirkung, in welcher Form auch immer.> Also immer mit Gehaeuse messen. Mit der gleichen Menge an Metall. Noch> besser mit dem uebrigen Innenleben an der richtigen Position. Also> Leiterplatten, ..>> Siehe auch die Doku bei CST : https://www.cst.com
Ich wäre ja schon froh, wenn es mit der blanken PCB funktioniert, aber
genau das ist das Problem! Wenn ich diesen Schritt schaffe, dann ist der
Rest kein Problem.
Aha. Die Antenne hat eine Impedanz, der Chip hat eine Impedanz .. das
waere dann ein T oder ein Pi, das kann das. Aus Reaktanzen.
Wenn die Werte des T unpassend sind, mit einem Pi probieren..
Gleichungssystem aufstellen. Durchlassen, Fertig.
Daniel R. schrieb:> Kann mir noch jemand mehr Infos zu dem Thema geben, dass sowohl> antennenseitig angepasst werden soll, und auch in den Chip rein.> Wie vertragen sich diese beiden Matching-Bauteile miteinander? Die einen> Bauteile beeinflussen doch das Matching des anderen und umgekehrt....> Oder reicht es aus nur die Antenne zu matchen?
Das eine Matching geht von IC-Ausgang nach 50R. Das zweite von 50R zu
Antenne. Das macht man eigentlich nur wegen der Praxis (Messung). Wenn
du es messen könntest, so könntest du auch direkt von IC-Ausgang nach
Antenne anpassen.
Wenn du zwei Filter hintereinander schraubst, dann hast du die Bauteile
ja auch "parallel" und die Filter funktionieren trotzdem noch ...
Daniel R. schrieb:> Einzig bei der Messung in den Sim868 konnte ich diese Schlinge messen,> aber nicht Antennenseitig.
Die "Schlinge" ist doch ein Maß für die Breitbandigkeit und S11-Qualität
deiner Antenne. Je länger das S11 der Antenne bei 50R liegt (über den
Frequenzbereich gesehen) desto länger ist die Schlinge in der Nähe vom
50R-Punkt. Je weniger breitbandig deine Antenne ist, desto schneller
entfernt sich der Graph wieder vom 50R Punkt. Die perfekt breitbandige
theoretische Antenne wäre eine (unendlich) enge Schlinge um den 50R
Punkt. Also alle Frequenzen auf dem 50R Punkt. Deine Antenne trifft
relativ schmalbanding und geht dann schnell wieder weg. Siehst du ja
auch in den Gain-Plots.
Hast du bei deinen Anpassungen die Phase korrigiert im Netzwerkanalyzer?
Ich löte gerne 50R HF-Widerstände auf die Platine um meinen VNA zu
kalibrieren.
Rest schrieb:> Daniel R. schrieb:>> Kann mir noch jemand mehr Infos zu dem Thema geben, dass sowohl>> antennenseitig angepasst werden soll, und auch in den Chip rein.>> Wie vertragen sich diese beiden Matching-Bauteile miteinander? Die einen>> Bauteile beeinflussen doch das Matching des anderen und umgekehrt....>> Oder reicht es aus nur die Antenne zu matchen?>> Das eine Matching geht von IC-Ausgang nach 50R. Das zweite von 50R zu> Antenne. Das macht man eigentlich nur wegen der Praxis (Messung). Wenn> du es messen könntest, so könntest du auch direkt von IC-Ausgang nach> Antenne anpassen.>> Wenn du zwei Filter hintereinander schraubst, dann hast du die Bauteile> ja auch "parallel" und die Filter funktionieren trotzdem noch ...>> Daniel R. schrieb:>> Einzig bei der Messung in den Sim868 konnte ich diese Schlinge messen,>> aber nicht Antennenseitig.>> Die "Schlinge" ist doch ein Maß für die Breitbandigkeit und S11-Qualität> deiner Antenne. Je länger das S11 der Antenne bei 50R liegt (über den> Frequenzbereich gesehen) desto länger ist die Schlinge in der Nähe vom> 50R-Punkt. Je weniger breitbandig deine Antenne ist, desto schneller> entfernt sich der Graph wieder vom 50R Punkt. Die perfekt breitbandige> theoretische Antenne wäre eine (unendlich) enge Schlinge um den 50R> Punkt. Also alle Frequenzen auf dem 50R Punkt. Deine Antenne trifft> relativ schmalbanding und geht dann schnell wieder weg. Siehst du ja> auch in den Gain-Plots.>> Hast du bei deinen Anpassungen die Phase korrigiert im Netzwerkanalyzer?> Ich löte gerne 50R HF-Widerstände auf die Platine um meinen VNA zu> kalibrieren.
Hallo Rest, danke für die Antwort.
mit der Calibrierung hab ich mich schon ausgiebig beschäftigt, das
scheint gut zu passen. Hab ein Calibration Kit, und wenn ich an der
Feedline einen Kurzschluss oder Open machen, wird das auch so gemessen.
Wie kann ich denn die Antenne breitbandiger machen? Wie kann ich diese
Schlinge erzwingen? Bisher hab ich immer nur die Kurve bzw. Punkte der
Kurve verschoben. Im Simulator hätte ich mich schon gespielt, aber ich
krieg keine Schlinge hin.
Rest schrieb:> Das eine Matching geht von IC-Ausgang nach 50R. Das zweite von 50R zu> Antenne. Das macht man eigentlich nur wegen der Praxis (Messung). Wenn> du es messen könntest, so könntest du auch direkt von IC-Ausgang nach> Antenne anpassen.>> Wenn du zwei Filter hintereinander schraubst, dann hast du die Bauteile> ja auch "parallel" und die Filter funktionieren trotzdem noch ...
theoretisch eine nette Idee, aber meiner Meinung nach dürfte das in
diesem Fall nicht funktionieren, weil ja beide Filter im gleichen
Frequenzbereich arbeiten und sich daher sehr wohl gegenseitig
beeinflussen werden.
Bei einem old-school HP + TP funktioniert das bestimmt so.
Aber wenn ich zB. einen 1pF Cap für den Empfänger ins Pi Netzwerk
einbaue, und die Antenne will auch einen 1nH Ind, dann wird der 1nH ja
auch den Empfänger wiederum beeinflussen und verstimmen!?
Noch eine Frage fürs mein besseres Verständnis:
Das Matching passiert doch um die ganze Leitung auf 50 Ohm
Wellenwiderstand zu bekommen, oder um die Leitung von einem Punkt bis zu
einem anderen Punkt auf 50 Ohm zu bekommen?
Also Fall a)
die Leitung als Ganzes wird auf 50 Ohm eingestellt. D.h. die Position
des Pi-Netzwerks wäre eigentlich irrelevant!? Dann müsste man auch Chip
und Antenne gleichzeitig an der Leitung hängen haben ... (so ist es ja
offenbar nicht?!)
oder Fall b)
Ich matche von einem bestimmten Punkt auf der Leitung (Position des
Pi-Netzwerks) nach links auf 50 Ohm und nach rechts auf 50 Ohm.
danke.
Daniel R. schrieb:> Kann mir noch jemand mehr Infos zu dem Thema geben, dass sowohl> antennenseitig angepasst werden soll, und auch in den Chip rein.
Die Antenne hat eine Impedanz.
Der IC hat eine Impedanz.
Schaltet man beide zusammen und möchte gute und breitbandige Anpassung
haben, müssen die Impedanzen konjugiert komplex zueinander sein.
Gruß
Bernd
Bernd B. schrieb:> Schaltet man beide zusammen und möchte gute und breitbandige Anpassung> haben, müssen die Impedanzen konjugiert komplex zueinander sein.
Und in der Praxis matcht man beide auf 50R damit man einen guten Punkt
zum Messen hat weil der VNA ja meistens auch 50R single ended hat ...
Bernd B. schrieb:> Daniel R. schrieb:>> Da es eine zugekaufte Keramik-Antenne ist>> ... okay, Name ? Datenblatt ?
ANT1204LL00R0918A
Datenblatt angehängt
Daniel R. schrieb:> ANT1204LL00R0918A> Datenblatt angehängt
Hallo Daniel,
ich habe mir das angeheftete Datenblatt angesehen. Leider vermisse ich
Angaben über Real-/Imaginärteil von S11, der Anpassung der Antenne.
Auch habe ich die Internetseiten von Yageo und Google bemüht und leider
nichts genaueres gefunden. Ein gefundenes Datenblatt gibt den
Antenngewinn auch mit 0.5dB an. Aus meiner Sicht ist die Antenne zu
schmalbandig und eigentlich unbrauchbar - meine persönliche Sicht.
Zwar wird in dem Datenblatt beschrieben, dass die Antenne auf eine
Leiterplatte aufgesetzt und ein Anpassnetzwerk verwendet wird, jedoch
ist weder das Anpassnetzwerk, noch der Abstand zwischen Netzwerk und
Antenne angegeben, bzw. habe ich nicht gefunden. Wenn Du jetzt bei
gefundener Anpassung den Abstand schiebst, müsstest Du das
Anpassnetzwerk wieder neu dimensionieren. Es fällt mir auch auf, dass
die Masse des Anpassnetzwerks in einiger Entfenung zur Einspeisung der
Antenne liegt. Es kommt mir auch etwas eigenartig vor, dass so ein
renommierter Hersteller wie es Yageo ist, so wenig Angaben zur
Integration macht. Schließlich sind die Datenblätter doch recht alt und
die Lager der Distributoren mit dieser Antenne sehr gut gefüllt.
Gut, was zählt ist die Technik: Die Anpassung wird durch ein
Anpassnetzwerk nicht unbedingt breitbandiger. Dies insbesondere, da Du
die vollständigen Parameter zu S11 nicht kennst. Du bist bei Deiner
Dimensionierung und dem Erreichen der angegebenen Werte auf die
angegebene Geometrie der Leiterplatte und der entsprechenden Positionen
angewiesen.
Alternativ habe ich bei Yageo eine ähnliche Antenne gefunden, die ein
Koaxkabel mit Stecker verwendet. Ich habe schon einige Applikationen
gesehen, wo die Antenne angesteckt wird. Das erleichtert dann die
spätere Zulassung /-smessung.
Sollte es um Kosten und "Verfügbarkeit" bei kleinen Stückzahlen
(Einzelstücke/Prototypen) gehen, helfen Dir die Distributoren oder die
Firma in Taiwan sicherlich direkt weiter.
Du merkst, ich würde nach einer Alternative suchen. Dennoch viel Glück
weiterhin.
Gruß
Bernd
Bernd B. schrieb:> Daniel R. schrieb:>> ANT1204LL00R0918A>> Datenblatt angehängt>> Hallo Daniel,>> ich habe mir das angeheftete Datenblatt angesehen. Leider vermisse ich> Angaben über Real-/Imaginärteil von S11, der Anpassung der Antenne.>> Auch habe ich die Internetseiten von Yageo und Google bemüht und leider> nichts genaueres gefunden. Ein gefundenes Datenblatt gibt den> Antenngewinn auch mit 0.5dB an. Aus meiner Sicht ist die Antenne zu> schmalbandig und eigentlich unbrauchbar - meine persönliche Sicht.>> Zwar wird in dem Datenblatt beschrieben, dass die Antenne auf eine> Leiterplatte aufgesetzt und ein Anpassnetzwerk verwendet wird, jedoch> ist weder das Anpassnetzwerk, noch der Abstand zwischen Netzwerk und> Antenne angegeben, bzw. habe ich nicht gefunden. Wenn Du jetzt bei> gefundener Anpassung den Abstand schiebst, müsstest Du das> Anpassnetzwerk wieder neu dimensionieren. Es fällt mir auch auf, dass> die Masse des Anpassnetzwerks in einiger Entfenung zur Einspeisung der> Antenne liegt. Es kommt mir auch etwas eigenartig vor, dass so ein> renommierter Hersteller wie es Yageo ist, so wenig Angaben zur> Integration macht. Schließlich sind die Datenblätter doch recht alt und> die Lager der Distributoren mit dieser Antenne sehr gut gefüllt.>> Gut, was zählt ist die Technik: Die Anpassung wird durch ein> Anpassnetzwerk nicht unbedingt breitbandiger. Dies insbesondere, da Du> die vollständigen Parameter zu S11 nicht kennst. Du bist bei Deiner> Dimensionierung und dem Erreichen der angegebenen Werte auf die> angegebene Geometrie der Leiterplatte und der entsprechenden Positionen> angewiesen.>> Alternativ habe ich bei Yageo eine ähnliche Antenne gefunden, die ein> Koaxkabel mit Stecker verwendet. Ich habe schon einige Applikationen> gesehen, wo die Antenne angesteckt wird. Das erleichtert dann die> spätere Zulassung /-smessung.>> Sollte es um Kosten und "Verfügbarkeit" bei kleinen Stückzahlen> (Einzelstücke/Prototypen) gehen, helfen Dir die Distributoren oder die> Firma in Taiwan sicherlich direkt weiter.>> Du merkst, ich würde nach einer Alternative suchen. Dennoch viel Glück> weiterhin.>> Gruß>> Bernd
ok, also kurz gesagt, du denkst, dass die Antenne mist ist.
d.h. die Schmalbandigkeit kommt von der Antenne selbst!?
Blöd ist, dass ich a) eigentlich mit der Platine fertig wäre, es fehlt
nur noch die Antennenanpassung b) ich kaum platz habe für alles was
größer ist.
ich werde mal schauen ob ich was alternatives finde was ich da drauf
packen kann.
trotzden, danke für deine Unterstützung!
Mit einem Anpassungsnetzwerk kannst du die Antenne nicht breitbandiger
machen . Das muss schon von der Antenne selbst kommen. Das
Anpassungsnetzwerk stellt nur Leistungsanpassung her (komplex
konjugierter Widerstand). Das stellt nur sicher, dass die maximal
mögliche Leistung vom Ausgang in die Antenne übertragen wird. Die
Bandbreite ist wie die Resonanzfrequenz eine Eigenschaft der Antenne.
Rest schrieb:> Mit einem Anpassungsnetzwerk kannst du die Antenne nicht breitbandiger> machen . Das muss schon von der Antenne selbst kommen. Das> Anpassungsnetzwerk stellt nur Leistungsanpassung her (komplex> konjugierter Widerstand). Das stellt nur sicher, dass die maximal> mögliche Leistung vom Ausgang in die Antenne übertragen wird. Die> Bandbreite ist wie die Resonanzfrequenz eine Eigenschaft der Antenne.
Kann es sein, dass die Antenne selbst sogar die typische Breitbandigkeit
bieten würde, aber diese auf meiner Platine verloren geht? z.B. weil die
Massefläche zu klein ist?
Oder trifft hier doch eher die Tatsache zu "die Antenne ist Mist"?
Die angegebene Bandbreite von 20MHz im Datenblatt würde sogar halbwegs
zu meinen Messungen passen. (eher schmalbandig)
Wenn ich jetzt eine andere Antenne probiere, stehen die Chancen dann
gut, dass es besser wird? oder wäre die Lösung eher anderweitig zu
suchen?
Hätte hier eine Alternative von Würth gefunden.
http://katalog.we-online.de/pbs/datasheet/7488910092.pdf
das schaut vom Datenblatt her schonmal besser aus.
Da ist ein Smithchart angegeben, und sogar ein Matchingnetzwerk als
Empfehlung.
Ich kann es halt leider nicht einschätzen, ob das dann auch wirklich
eine Verbesserung bringen wird, oder ob es dann wieder das gleiche ist?!
Kann dazu jemand eine persönliche Meinung abgeben?
Daniel R. schrieb:> Kann dazu jemand eine persönliche Meinung abgeben?
Hallo Daniel,
die von Dir ausgesuchte Antenne (aus dem Jahr 2007) ist meines Erachtens
eher für das ISM-Band gedacht. Auf jeden Fall wirst Du keine Anpassung
bei 1800/1900 haben.
Die Idee mit der zu kleinen Masse ist nicht so schlecht und kannst Du
gerne noch einmal überprüfen. In dem Datenblatt von Yaego wird ja eine
schöne große Massefläche gezeigt. Die macht man auch so bei
Mobiltelefonen z.B.. Diese Massefläche liegt im Layerstapel innerhalb
der Leiterplatte. Wichtig ist, dass diese Massefläche keine
Unterbrechungen hat, nur kleine Löcher für Vias. Du kannst sie
"simulieren", in dem Du einfach eine Kupferfolie an Deine Leiterplatte
bringst. Entweder irgendwo in Deinem Aufbau dazwischen oder Du lötest
eine große Folie seitlich an Deine Leiterplatte. Das aber erst nur im
Labor und nur zum Prüfen und nicht für die Serie und vielleicht auch
nicht für die erste Integration. Einfach prüfen, ob der Bereich der
Antenne und des GSM-Moduls genug Masse hat. Überprüfe das bitte mit der
Yaego-Antenne.
Bei Würth darfst Du gerne abfragen, ob die Antenne für die GSM-Bänder
(evtl. sogar LTE-Bänder) geeignet ist. Möglichst offene Fragen stellen
und die Antworten abwarten. Die Entwickler sprudeln mit ihren
Informationen heraus, sobald eine längere Sprechpause eintritt. E-Mail
geht auch, aber da kommt mehr etwas in Richtung Qualität und "selbst
prüfen".
Wäre es möglich, von der Massefläche Deiner Anwendung ein JPG-Ausschnitt
zu erhalten? Dann könnten wir vielleicht etwas mehr abschätzen und mehr
"klugsch" - neh, Ratgeben.
Gruß
Bernd
@Daniel (TE)
Mir ist aufgefallen, dass du nur von 900MHz schreibst. GSM benutzt aber
die Bänder 900MHz und 1800MHz. Auch ist der Frequenzbereich recht breit.
Daher passt man hier eher nicht schmalbandig (spitz) an, sondern
breit/flach. Was für eine Anpassung fordert das Modul denn?
Weiterhin: Ein GSM-Antennmatching ist nichts für den Einstieg.
Chipantennen sind meist nur die Hälfte der Antenne und benötigen in der
Regel immer die grosse Massefläche / Platinenkante, damit sie als
Antenne arbeiten. Bei 900MHz hast du eine Wellenlänge von ca. 35cm, ist
dein Print mindestens ein Viertel so gross an einer Kante? Ist Metall in
der Nähe, Ist Plastik in der Nähe? Das hat dann alles Einfluss auf die
Antenne.
Weiterhin kann man mit GSM auch wunderbar die eigene Schaltung stören
bzw. von ihr gestört werden. Ist dafür eine Schirmung verbaut?
Wie sieht es mit den abgestrahlten Harmonischen aus?
Gruss
HF-Werkler schrieb:> @Daniel (TE)> Mir ist aufgefallen, dass du nur von 900MHz schreibst. GSM benutzt aber> die Bänder 900MHz und 1800MHz. Auch ist der Frequenzbereich recht breit.> Daher passt man hier eher nicht schmalbandig (spitz) an, sondern> breit/flach. Was für eine Anpassung fordert das Modul denn?>>> Weiterhin: Ein GSM-Antennmatching ist nichts für den Einstieg.> Chipantennen sind meist nur die Hälfte der Antenne und benötigen in der> Regel immer die grosse Massefläche / Platinenkante, damit sie als> Antenne arbeiten. Bei 900MHz hast du eine Wellenlänge von ca. 35cm, ist> dein Print mindestens ein Viertel so gross an einer Kante? Ist Metall in> der Nähe, Ist Plastik in der Nähe? Das hat dann alles Einfluss auf die> Antenne.>> Weiterhin kann man mit GSM auch wunderbar die eigene Schaltung stören> bzw. von ihr gestört werden. Ist dafür eine Schirmung verbaut?>> Wie sieht es mit den abgestrahlten Harmonischen aus?>> Gruss
Danke für eure Antworten und Unterstützung.
Meine Platine ist deutlich kleiner als das Referenzdesign von Yageo.
Auch alle anderen Hersteller geben natürlich ihn ihren Datenblättern
immer eine schöne große Massefläche an, um das Maximum aus der Antenne
rauszuholen und gute Ergebnisse präsentieren zu können.
Meine Platine ist 27mm x 39mm groß.
4 Layer, Versorgungslayer vollflächig in der Mitte ohne Unterbrechungen.
Die Antenne sitzt in einer Ecke.
Grundsätzlich hab ich auch Ahnung von Platinendesign und Layouten, und
auch Themen wie umliegende Metallteile oder Kunststoffegehäuse, das ist
alles klar soweit.
ABER es ändert ja nichts. Gewisse Rahmenbedingungen (wie die Größe) sind
einfach vorgegeben, und die Antenne muss nun SO GUT wie MÖGLICH
arbeiten.
Klar wird die Performance nicht so gut wie im Herstellerdatenblatt sein,
muss sie auch nicht.
bzgl. 900/1800MHz,
ja, grundsätzlich wäre beides wünschenswert, aber eins nach dem anderen.
Ich wäre davon ausgegangen, dass eine gute Abstimmung auf 900MHz
schonmal die halbe Miete ist.
Ich hab jetzt zum Testen mal ein Stück Draht (lambda/4 bei 900MHz =
82mm) statt der Antenne angelötet, und lustigerweise ist das Stück Draht
ohne weiteres Trimming schon besser als die Yageo Antenne :-)
Es gibt die Schlinge um 50Ohm bei 900MHZ, und ist damit auch schon etwas
breitbandiger. Leider aber keine Lösung auf Dauer.
Jetzt werde ich dann als nächstes noch probieren die Massefläche zu
vergrößern (Bernd), aber auch das nur zum Sammeln von Erfahrung, denn
auch das lässt sich dann nicht weiter umsetzen.
Daniel R. schrieb:> Meine Platine ist deutlich kleiner als das Referenzdesign von Yageo.
Die Angaben im Datenblatt sind nicht "um das Maximum herauszuholen",
sondern Voraussetzung für eine Antenne, die funktioniert.
> Meine Platine ist 27mm x 39mm groß.
Und damit viel zu klein für diese Antenne.
> 4 Layer, Versorgungslayer vollflächig in der Mitte ohne Unterbrechungen.> Die Antenne sitzt in einer Ecke.
Zeig bitte mal dein Layout. Ist unter der Chipantenne auch eine
Massefläche?
> bzgl. 900/1800MHz,> ja, grundsätzlich wäre beides wünschenswert, aber eins nach dem anderen.> Ich wäre davon ausgegangen, dass eine gute Abstimmung auf 900MHz> schonmal die halbe Miete ist.
Das ist nicht "die halbe Miete" sondern ziemlicher Murks. Du kannst dir
das genutzte Band nicht aussuchen, das legt der Netzbetreiber fest. Ich
vermute, dein Modem kann beides, das meldet es auch an die Basisstation,
und die entscheidet dann über das genutzte Band.
Und nochmals:
Auch durch Störungen aus deiner Elektronik kann die Funktion so schlecht
werden, dass nur eine schlechte, oder garkeine Verbindung zustande
kommt. Kannst du Störabstrahlungen aus der benachbarten Elektronik als
Fehlerursache ausschliessen?
HF-Werkler schrieb:> Daniel R. schrieb:>> Meine Platine ist deutlich kleiner als das Referenzdesign von Yageo.> Die Angaben im Datenblatt sind nicht "um das Maximum herauszuholen",> sondern Voraussetzung für eine Antenne, die funktioniert.>>> Meine Platine ist 27mm x 39mm groß.> Und damit viel zu klein für diese Antenne.
ja, schon klar, dass das zu klein ist für die Antenne lt.
Datenblattangabe.
Also, wer hat eine Empfehlung für eine GSM-Antenne, die laut
Antennen-Datenblatt genau für eine Massefläche von 27 x 39mm gebaut
wurde? Alles andere scheint ja nicht zu funktionieren?!
>>> 4 Layer, Versorgungslayer vollflächig in der Mitte ohne Unterbrechungen.>> Die Antenne sitzt in einer Ecke.> Zeig bitte mal dein Layout. Ist unter der Chipantenne auch eine> Massefläche?
quatsch, natürlich nicht!
>>> bzgl. 900/1800MHz,>> ja, grundsätzlich wäre beides wünschenswert, aber eins nach dem anderen.>> Ich wäre davon ausgegangen, dass eine gute Abstimmung auf 900MHz>> schonmal die halbe Miete ist.> Das ist nicht "die halbe Miete" sondern ziemlicher Murks. Du kannst dir> das genutzte Band nicht aussuchen, das legt der Netzbetreiber fest. Ich> vermute, dein Modem kann beides, das meldet es auch an die Basisstation,> und die entscheidet dann über das genutzte Band.
tja, da ich leider noch nicht zaubern kann, erhoffe ich mir konstruktive
Vorschläge um das Ganze so gut wie möglich zum Laufen zu bekommen.
Jemandem zu sagen, was alles nicht geht und warum es nicht geht ist
immer einfach, aber das bringt mich nicht voran.
HF-Werkler schrieb:> Und nochmals:> Auch durch Störungen aus deiner Elektronik kann die Funktion so schlecht> werden, dass nur eine schlechte, oder garkeine Verbindung zustande> kommt. Kannst du Störabstrahlungen aus der benachbarten Elektronik als> Fehlerursache ausschliessen?
kann ich leider nicht ausschließen.
Da die Platine recht klein und vollgepackt ist, ist im Prinzip jedes
Bauteil mehr oder weniger relativ nahe an der Antenne.
Das Sim868 hat einen Metallshield und sitzt recht knapp an der Antenne.
Es ist noch ein SAMD21 etwa in der Mitte der Platine (somit auch knapp
an der Ecke), der läuft mit 48MHz.
Ein ESP8266 ebenfalls in der Nähe, aber das schläft zumindest die meiste
Zeit.
Hallo Daniel,
es ist ja nicht so, dass wir Dir nicht helfen wollen, wir wissen im
Augenblick nicht so ganz wie.
Hast Du schon einmal die Internetseiten zum Modul angesehen und versucht
zu erkennen, was die "Experten" so machen?
... hier sollte der link sein...
Evtl. filtert der Server vom Forum den link heraus. Ich schreibe das
noch einmal in eine Text-Datei...
Ich habe auch noch einmal ein Foto einer Pifa-Antenne angeheftet.
Gruß
Bernd
PS: "veröffentlichen funktioniert nur, ohne link. Bitte Text-Datei
verwenden.
Bernd B. schrieb:> es ist ja nicht so, dass wir Dir nicht helfen wollen, wir wissen im> Augenblick nicht so ganz wie.
danke, ich weis, du hast mir schon viele wertvolle Inputs gegeben.
Wenn ich mir da zb. die externe Antenne anschaue, die hat ja auch keine
große Massefläche an Board, warum funkt das dann gut?
Hab heute die alternative Würth-Antenne bekommen.
Werd morgen mal schauen, wie die auf meiner Platine performt.
lg