Rango de antena de rastreo de PCB Bluetooth de 2,4 GHz

He diseñado una antena de traza de PCB para un módulo BLE. Usé un diseño de referencia existente, que se ofrece para usar en su propio diseño. Puedo conectarme a la radio, y en un analizador de espectro, la frecuencia está donde se supone que debe estar (justo en el medio 2.442 GHz), pero el rango (efectivo) es terrible. Con el módulo de placa de desarrollo me acerco a 90 metros sin perder la conexión, pero con mi placa llego a unos 8-10 metros antes de que se pierda la conexión. La potencia de transmisión parece buena pero tengo una comprensión muy pobre de la amplitud de la frecuencia. Al comparar los dBm de mi diseño y el diseño de referencia, hay muy poca diferencia en los dBm. Entonces, mis preguntas son: ¿cómo puedo tener la frecuencia correcta pero un rango tan bajo, qué se atribuye al rango y qué se puede hacer con una antena de traza de PCB para aumentar su rango?

¿Has hecho correctamente la adaptación de impedancia?
Sí, 50 ohmios. Prácticamente copié el diseño de referencia. La traza de la antena y los componentes circundantes son exactamente iguales. La única diferencia es que mi plano de tierra es un poco más grande.
¿La misma acumulación que el diseño de referencia?
El diseño de referencia proporciona las especificaciones de PCB, 2 capas y 1 mm de espesor. Mantuve esto igual. También ejecutan el mismo código exacto. Estoy realmente confundido, especialmente después de observar los dos en un analizador de espectro (los resultados parecen iguales). Simplemente no sé lo suficiente sobre RF.

Respuestas (1)

Copiar un diseño de antena es difícil, no funcionará la primera vez, incluso si mantiene todas las dimensiones iguales. Las variaciones en el coeficiente dieléctrico de PCB cambiarán la afinación.

Sintonizar el transmisor es diferente de sintonizar la antena: la frecuencia de transmisión que está midiendo está fijada por el oscilador de cristal. La antena es un filtro que se sintoniza de forma independiente, y con su equipo de prueba no puede barrer fácilmente, por lo que debe sintonizar para obtener el mejor rendimiento en la frecuencia elegida.

Afortunadamente es fácil sintonizar la antena, cortándola y/o extendiéndola. Este es el proceso normal cuando se transfiere un diseño de antena a una nueva PCB, o incluso cuando se cambia de fabricante de PCB o de proveedor de placa.

Proceso de corte Intente cortar la punta de la antena más corta, 0,5 mm a la vez. Si los resultados mejoran, continúe, de lo contrario, extienda la pista con un poco de alambre o cinta de cobre y comience a recortar nuevamente.

Medición de los resultados Configure una medición para saber cómo le está yendo, use los dos módulos hablando entre sí, mida el RSSI o mida el rango, que es mucho menos preciso. O mida la potencia transmitida con un analizador de espectro y una antena estándar. Mantenga la placa bajo prueba cerca de la antena receptora. Gire la placa para obtener la máxima señal. Luego puede comenzar a recortar, midiendo siempre en la misma posición.

Si va a entrar en producción con la placa, deberá controlar el dieléctrico. Especifique cuidadosamente el material de la placa de circuito impreso, insista en que sea del mismo lote, etc. También puede conservar algunas almohadillas de repuesto para sintonizar, puentes de cero ohmios, una segunda almohadilla de capacitor en la red de sintonización o alguna otra forma de ajustar la impedancia en una existente. junta.

Gracias por tu respuesta. Creo que subestimé cuán críticos son los diferentes parámetros de la PCB en el rendimiento de RF.