Preguntas sobre el diseño de la antena nrf52 y Chip

Estoy diseñando una PCB apilable de cuatro capas que tiene nrf52832SoC con chipantena (tecnología Johanson 2450AT18B100). Es una placa BLE (2,45 GHz). Esta es la primera vez que diseño una PCB con una antena. Estoy usando kicadel software EDA. La acumulación de mi diseño es:

  1. Trazas de señal y RF con relleno de cobre a tierra (color verde en la imagen a continuación)
  2. Plano terrestre
  3. avión de 3,3 V
  4. Plano inferior (plano de tierra básicamente sólido) (color rojo en la imagen a continuación)

Voy a agregar muchas vías (a 1/12 de frecuencia de RF que será de 2,45 GHz). La antennapieza aún no está completa porque todavía tengo que recibir algunas especificaciones de mi casa de fabricación de PCB. Cambiaré el ancho y la forma considerando antenna feedla distancia entre el plano de la señal y el plano de tierra. Tengo una pregunta con respecto al cálculo del ancho de la línea de alimentación de la antena. Dado que tengo cuatro capas, ¿puedo usar la fórmula de la guía de ondas coplanar con el plano de tierra inferior? ¿El plano de potencia y la capa inferior no afectarán la impedancia de la guía de onda coplanar? ¿Debo tener en cuenta la presencia de power layery bottom layer (actually solid ground plane).

NOTA: El otro sensor en la parte izquierda de mi diseño es un CCD (TCD1304) que es básicamente un sensor de imagen lineal.

Lo que quiero de la comunidad es una sugerencia sobre la PCB y revisar mi diseño para RF. Dado que esta es la primera vez que diseño una placa de este tipo, no quiero diseñar una PCB que no funcione o funcione con un rango muy corto. Las imágenes de mi PCB se dan a continuación:

Foto 1:ingrese la descripción de la imagen aquí

Imagen 2:ingrese la descripción de la imagen aquí

Imagen 3:ingrese la descripción de la imagen aquí

Después de revisar la hoja de datos de mi antena de chip y las sugerencias de Johanson Technology, puedo ver que han sugerido un plano de tierra grande para el cual no tengo espacio. Puede ver las imágenes de mi diseño arriba, ya que he marcado el área para la antena (7 mm x 23 mm).

La siguiente imagen está tomada de la sugerencia de diseño de Johanson Technology:ingrese la descripción de la imagen aquí

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EDITAR: obtuve especificaciones de mi casa de fabricación (vea la imagen a continuación :)ingrese la descripción de la imagen aquí

He actualizado mi diseño después de calcular el ancho para la línea de alimentación de antena de 50 ohmios (que resulta ser 21 mils). Las imágenes del diseño actualizado son:ingrese la descripción de la imagen aquí

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Sus planos internos efectuarán la línea de transmisión. La corriente de retorno fluirá, muy probablemente en el plano directamente debajo de la traza de RF. En tu caso es un plano de tierra. Asegúrese de que sea continuo en el área debajo de la traza y el pin VSS del transmisor.
@Mike Las capas internas son planos de potencia sólidos. Uno cerca de los rastros de RF y los rastros de señal están conectados a tierra.
También puede estudiar cómo se distribuyen normalmente los módulos certificados con nRF52, p. BL-652. Hay una lista en el sitio de Nordic nordicsemi.com/eng/Products/… . Considere usar un módulo con una antena (por ejemplo, BL-652) si es nuevo en el diseño de RF. También puede resultar más barato.
He visto el diseño de la placa thingy 52. Utiliza una antena Chip similar.
No veo el cristal LF de 32.768 kHz en su diseño, que necesitaría para un soporte de baja energía de BT adecuado.
@TurboJ sintetizaré a partir de un reloj de 32 MHz
¿Alguien puede comentar sobre la antena Chip y su ubicación y diseño?
¿Podría publicar una acumulación incluso si no tiene espesores? ¿Podrías publicar fotos de las capas interior e inferior? A primera vista, no me gusta que su circuito de coincidencia esté dentro de la zona sin tierra (NGZ). ¿A qué se conectará L3 sin conexión a tierra? Creo que puede permitirse mover Y1 y C1 más al oeste. Tal vez pueda optar por un NGZ de 6,5x6,5 mm como recomienda la hoja de datos. Eso debería darle mucho espacio en el suelo, suponiendo que el patrón de la antena esté bien.
Hola, he actualizado mis preguntas.

Respuestas (1)

De la hoja de datos de la antena de chip:

https://www.johansontechnology.com/datasheets/antennas/2450AT18B100.pdf

Parece que conecta una línea de transmisión de 50 ohmios al chip, luego anula la tierra de cobre y los planos de alimentación debajo del chip según sus instrucciones. Este no es un diseño tan malo, y el uso de la antena de chip evita que tenga que hacer una antena más precisa en el tablero. Por lo general, son una mala idea, porque las restricciones para su placa se vuelven más estrictas y probablemente requerirán algunas iteraciones de diseño para hacerlo bien, además de costosos equipos de prueba para caracterizar. Así que estás en un buen camino.

Lo que debe recordar al diseñar impedancia controlada es obtener las especificaciones sobre el ancho de la traza y la acumulación de capas del proveedor de la placa que va a utilizar. Lo ayudarán a definir esas cosas en su diagrama de acumulación de capas, y también los anchos de traza para diferentes impedancias controladas. No confíe en su propio software; Siempre ve con el fabricante de la placa.

En mi experiencia, cuanto más cortas puedas mantener tus líneas de transmisión, mejor. En su imagen de arriba, ¿por qué no disminuir la distancia de C23 a L1? Minimiza esto; intente tener un lanzamiento lo más corto posible en su antena de chip. Mantenga los componentes de red coincidentes: parecía que tenía un mejor rendimiento en la hoja de datos.

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