Designa ledare för GPS antenn

[Rick81]

Jag har problem med ett kretskort jag gjort där jag endast kan få GPS signal med en extern GPS antenn med 3 m sladd och SMAkontakt.

När jag kopplar in en liten GPS antenn med UFL kontakt (som jag vill använda) med ca 5 cm leder på samma kretskort får jag ingen signal. Jag har testat olika typer och indvider av GPS antenner men ingen av dem funkar när jag har en kort ledare mot UFL kontakten. Konstruktion är samma för SMA och UFL men ledare delar sig beroende på vilken antenn man vill använda.

Efter mycket felsökning är min bästa gissning att det är impedans på kretskort som inte är 50 Ohm. Så frågorna är nu:
* Kan man från gerber filer eller direkt i Eagle räkna ut impedans på ledare?
* Hur kan man mäta upp impedansen? GPS signeln ligger på 1575 MHz
* Hur ändrar man konstruktionen för att få 50 Ohms impedans?

Antennkoppling ser ut enligt:

[GastonDeVille]

teori:
http://www.analog.com/library/analogDia ... ayout.html

[xxargs]

GPS-puckar brukar ha inbyggd förstärkare - har du kollat att den fungerar på 3.3 Volt minus spänningsfallet i R5 för den strömmen den förbrukar - det kan vara så enkelt att du har för låg spänning.

[Rick81]

Spänning efter R5 ligger på 3,21 V.

GPS antennen har Input Voltage 1.8V to 5.5V

Teorin är väl bra, men säger mig inte hur jag ska göra för att få 50 Ohm impendans från kontakt, genom ledarna C24 , R4 och ledare till GPS modulen.

[xxargs]

Microstrip mot jordplan där impedansen bestäms av ledarbredden och avståndet till jordplanet (andra sidan den dubbelsidiga kortet) och dielektriska konstanten på kortsubstratet.

Om det är vanlig 1.5 mm FR-4 så är ledaren ganska bred för 50 Ohm. typ 2.7 mm. jordplanet under ledaren måste vara heltäckande och utan utskurna spår eller avkapningar av andra ledare under hela RF-vägen och en bit utifrån denna - och jordplanet skall gå in under GPS-chipet eller vad det är så att impedansen bibehålls ända till kretsen ingångspinne.

För FR-4 så brukar dielektrikum ligga mellan 4.4 - 5.2 och det är något som måste kollas med korttillverkaren vilken dielektrisk konstant det är för just korten du kan få levererad samt hur noga man håller tjockleken. ofta väljer man annan substrat än FR-4 i RF-sammanhang just för att få mer säkerställd dielektrisk konstant och noggrannare precision på tjocklek samt mindre förluster och lägre intermodulationsrisker om det är lite högre RF-effekter.

GPS jobbar med väldigt svaga signaler där nyttosignalen ligger typ 24 dB under brusgolvet per Hz räknat (det är spreadspectrum) och därför finns det nästan alltid en förstärkare integrerat på GPS-antennpucken för att tåla lite kabelförluster mellan antenn och mottagaren och öka signalstyrkan (med GPS-signal i den uppfångade termisk bruset från antennen) väl över mottagarens egna brusgolv (som inte har någon GPS-information) - förstärkningen ligger kanske i området 16- 25 dB beroende på typ av antenn

Därför bör det fungera ändå men med kanske dålig känslighet om impedansmatchningen i din nuvarande kretskortsdesing inte skulle vara så bra, så det kan vara något annat också som gör att det inte fungerar.

Kondingar, motstånd mm. måste kollas att de är tillräckligt bra för RF-användning och inte har blivit induktanser på 1.5 GHz - är det chip-modell så brukar det inte vara problem av den typen.

[GastonDeVille]

Är det ett kit eller har du hittat komponenterna själv?
Kanske att kondensatorn eller någon komponent inte klarar frekvensen
Eller... äter upp den lilla signal som finns.

[Rick81]

Tack för alla tipsen.

Jag hittade felet: jag ersatte kondensatorn C24 på 33pF med ett 0 Ohms motstånd och nu funkar de interna GPSantennerna.

Jag förstår inte varför det funkade med extern GPS men inte med de interna. Gissar att det skiljer något i konstruktionen.