Problemas de rendimiento del GPS con diseño de PCB con antena de parche

Tengo problemas con la recepción de mi módulo GPS, un Quectel L76L. Estoy conectando la antena a través de un conector U.Fl. Sé que el problema se debe de alguna manera a mi diseño porque funciona en una placa de conexión que compré (que usaba una antena de chip), pero no en la placa de circuito impreso que fabriqué. He probado un montón de cosas pero ninguna parece funcionar bien. Se tarda más de 10 minutos en arreglarlo y otros 10 minutos infinitos en obtener lecturas. definitivamente algo no está bien.

Cosas que he tenido en cuenta:

  • Línea de transmisión: mantener la longitud del trazo por debajo de 0,25 pulgadas
  • Vías: muchos videos alrededor de la señal para la guía de onda coplanar y más escasos.
  • Ancho del trazo: he usado la impedancia calculada de 50 ohmios de 42,2 mil y el ancho de 35 mil que recomienda la hoja de especificaciones del GPS. Dado que el ancho del trazo es mayor que el pad, ¿qué ancho debo usar? Vi un video que recomienda usar un ancho de trazo lo más grande posible para que coincida con la almohadilla del chip (esto sería 31 mil).
  • Usando una antena activa, entonces estoy usando una resistencia de 10 ohmios y un inductor de 47 nF

Por favor, vea el diseño a continuación que no funcionó... ¿hay algún problema que sea evidentemente obvio? ¿Está bien si pongo la almohadilla inductora en la micro tira?

sin vertido de polígonos diseño no funcional

Además, vea este diseño que planeo enviar para FAB. En este, acerqué la antena mucho más a la unidad de GPS, reduje el ancho del trazo para que coincidiera con el ancho de la almohadilla de la unidad de GPS (31 mil) y agregué un montón de sesgos que son un poco más grandes. También agregué un condensador de paso.

Nuevo diseño ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Parece que este diseño funcionará? Después de aproximadamente 6 iteraciones, no sé cuál podría ser el problema... Cualquier consejo será muy apreciado.

Creo que está perdiendo mucha potencia debido a la falta de coincidencia de antena. También tengo curiosidad por saber cómo elegiste la antena de parche.
El [documento][1] también establece que se recomienda un LNA externo para una mejor sensibilidad del receptor y TTFF. [1]: quectel.com/UploadImage/Downlad/…
No leí las especificaciones de los módulos, pero lo que me llama la atención: no hay un límite de bloqueo de CC. ¿Estás seguro de que está bien poner el voltaje de alimentación de la antena en el pin 11?
Hola, @stowoda: el manual también establece que "No es necesario usar un LNA externo... porque ya se usa un LNA integrado dentro del módulo". Una cosa que me confunde es si mi antena es activa o pasiva si es una antena de parche. En la práctica, descubrí que no funciona en absoluto si no le doy energía a través de un inductor como he demostrado ... aunque pensé que mi antena era pasiva.
Hola, @Andreas: los esquemas muestran que es así. Consulte los esquemas en la página 29. Vi en el video de alguien para un Ublox GPS (similar) que agregaron un condensador de paso, así que lo hice también en el diseño más nuevo que mostré arriba. quectel.com/UploadImage/Downlad/…
@Andyaka: consulte la hoja de datos aquí: los esquemas se encuentran en la página 29. quectel.com/UploadImage/Downlad/… Mis nuevos esquemas se pueden ver aquí ibb.co/Ldj1bgd
@TroyCados Lo admito, no se menciona ningún bloqueo de CC en la hoja de datos. ¿Cuál es el número de pieza de este conector, debería ser un Hirose U-FL, verdad? Asegúrese de adherirse a las áreas de exclusión. El número de vías y la línea de señal muy corta es una especie de exageración. Además, el ancho exacto de la guía de ondas no debería ser crítico para una línea tan corta.
@Andreas Gracias. Acabo de agregar un recorte de polígono para mantener fuera la U-FL. Sí, es un Hirose U.FL. Esta es mi séptima iteración y todas las anteriores fallaron, por lo que estoy exagerando para eliminar cualquier posibilidad. ¿Crees que el número de sesgos va a doler? Además, ¿te llama la atención algo más sobre por qué esto puede no funcionar? Gracias.
@TroyCados Las vías no dolerán. Nada realmente se destaca, lo siento.

Respuestas (2)

Obtuve la placa y lo que creo que terminó haciendo la mayor diferencia fue en realidad solo una antena de parche más grande. Creo que todos mis modelos realmente funcionaron al final, solo que no muy bien con esas diminutas antenas de 10 mm x 10 mm (sugiere que mi diseño aún podría ser mejor).

A su diseño le falta la red de coincidencia de Pi. Para antenas activas, desea un condensador de bloque de CC de 56pF, solo para estar seguro, en caso de que su antena activa inyecte CC en su alimentación de RF. Para la próxima revolución, intente tener un plano de tierra sólido y derrames, el suyo tiene agujeros.

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