Transmission Lines und HF Layout

[Armin (awe22020)]

Guten Tag werte HF-Magier,

ich habe nun sehr viele Designs angeschaut und Material durchgelesen, 
doch wird die Verwirrung bei mir nur grösser - meine Kompetenz scheint 
nicht auszureichen um bewerten zu können, welche Informationen nun 
richtig und welche irreführend sind.

Könnt ihr bitte die zwei angehängten Beispiele bewerten:
Bei der LTE ANT bin ich mit meiner Berechnung unsicher geworden, da die 
grossen Pads des Matching Circuits doch wie Stubs funktionieren und 
meine Impedanz durcheinander bringen, ganz abgesehen davon, dass das 
Verhältnis von Gap zu Pad/Track ja auch durcheinander gebracht wird.

Im Dokument "Antenna Design and RF Layout Guidelines" von 
Infineon/Cypress (Seite 44) habe ich gelesen, dass bei CPWG auch darauf 
geachtet werden sollte, dass der Gap zwischen den beiden Ground-Flächen 
auf Top nicht grösser sein darf als das Substrat dick ist, weil es sich 
sonst nicht gross von einem Microstrip unterscheiden würde und meine 
Berechnung sowieso falsch wäre.

Bei der NPU ANT habe ich zur Unterscheidung eine grössere 
Maskenfreistellung und "Taper" bzw. Teardrops eingefügt - warum auch 
immer, bitte belehrt mich ob das nun gut oder schlecht ist.

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Wann sollte ich nur den Leiter freistellen und wann auch die 
Ground-Planes?

Darf ich als Referenz auch den Layer IN3 verwenden um eine höhere Dicke 
des Substrats zu erreichen, um dann den Gap verkleinern zu können?

Wie breit sollten die Ground-Flächen auf Top sein?

Sollte ich wie im Stackup beschrieben einfach mit 395um Microstrips 
fortfahren und wenn ja, wie steht es um Crosstalk (dichtes Board)?

Stimmt es, dass Thermal Reliefs bei der SMA-Buchse vermieden werden 
sollten oder darf ich das vernachlässigen (Handlöten)?

Ich habe noch viel mehr Fragen aber will den Beitrag jetzt nicht noch 
mehr aufblasen...

Vielen Dank im Voraus

[Wastl (hartundweichware)]

Armin schrieb:
> Ich habe noch viel mehr Fragen aber will den Beitrag jetzt nicht noch
> mehr aufblasen...

Vor Allem hast du entscheidende Angaben bzw. Erfordernisse
vergessen:

1) der Frequenzbereich deiner Anwendung
2) die erforderliche Anpassung (SWR oder Reflexionsfaktor)

(Meist schlagen hier Leute auf die päpstlicher als der Papst
sein wollen und bei wenigen MHz ein supergeiles HF-Verhalten
bis zu etlichen GHz ansetzen)

Also erst mal erörtern ob sich der Aufwand lohnt ....
(ja gut, das "LTE" in den Bildern lässt den Frequenzbereich
erahnen, dafür ist die Art der SMA-Buchse evtl nicht besonders
gut geeignet, je nach Ansprüchen)

[Armin (awe22020)]

Wastl schrieb:
> 1) der Frequenzbereich deiner Anwendung
> 2) die erforderliche Anpassung (SWR oder Reflexionsfaktor)

1) 2.4GHz
2) Ich hab keine Ahnung

Ich habe ein Bildschirmfoto aus dem Hardware Design Guide von SIMCOM für 
das SIM7080G angehängt - bringt das womöglich eine Antwort?

Im zweiten angehängten Bild sieht man einen SMA THT Footprint, daher 
habe ich (und aus Gehäusetechnischen Gründen) mich für selbiges 
entschieden. (Wollte möglichst wenig anders machen, da ich wie schon 
gesagt keine Erfahrungswerte habe)

[Georg S. (randy)]

Du kannst den Abstand zwischen TOP und IN1-Lage so groß machen dass die 
50 Ohm Leiterbahn so breit ist wie deine SMD-Pads. Dann hast du weniger 
Störstelle an den Pads.

[Gerhard H. (ghf)]

Bei JLCPCB gibt es einen Impedanzrechner für deren
Prozesse. Der ist sehr genau. Ich hab's nachgemessen.
Auch ohne die controlled impedance option.

Mach das Mittelpad des SMAs nicht unnötig groß.

J.Larkin in sci.electronics.design im antiken usenet
hat gemessen, dass ein SMA-Stecker mit dickem
Mittelpin in seinem "luftigem" Teil schon 100 Ohm hat,
ohne irgendeine Platine.

Zusammen mit einem großen Mittelpad hat man da schnell
zuviel lokale Kapazität. Aber entscheidend dürfte die
Impedanz des Mikrostrips sein. Die Last ist vermutlich
sowieso unbekannt, incl. der Blitzableiter.

Gruß, Gerhard H

[Hp M. (nachtmix)]

Gerhard H. schrieb:
> hat gemessen, dass ein SMA-Stecker mit dickem
> Mittelpin in seinem "luftigem" Teil schon 100 Ohm hat,
> ohne irgendeine Platine.

Muss ja auch so sein, wenn die fertige Verbindung nachher 50 Ohm haben 
soll.
Bei λ=12cm werden auch die elektrischen 3mm mit vllt 40..60 Ohm beim 
Durchgang durch die Platine noch nicht viel ausmachen.
Schlimmer dürfte die Störung der Symmetrie durch die stehende Buchse 
sein.

ε=4,25 in der Simulation klingt für mich nach FR4. Bei diesem Material 
und 2,5 GHz werden aber solche Feinheiten eher keine Rolle spielen.

[Kay-Uwe R. (dfias)]

Wäre sowas hier nicht eine bessere Option?
https://www.ebay.de/itm/314094175916
Kein TH, damit weniger Platzbedarf und meist auch mechanisch besser zu 
planen.

[Florian L. (muut)]

Warum ist bei dir der THT-Pin nicht ähnlich freigestellt wie die 
HF-Leitung?
Sieht für mich falsch aus.

[Kay-Uwe R. (dfias)]

Florian L. schrieb:
> Warum ist bei dir der THT-Pin nicht ähnlich freigestellt wie die
> HF-Leitung?
Ich kann dort gar nicht unterscheiden, was Cu und was die Resist- und 
Solder-Masken sind, falls es die gibt.