Расчетные параметры

Задайте расчетные параметры антенны как предусмотрено в [1].

pcbThickness = 0.8e-3;
pcbMaterial = 'FR4';
pcbEpsilonR = 4.4;
pcbTraceWidth = 1.5e-3;
gndLength = 110e-3;
gndWidth = 110e-3;
slotLength = 53.7e-3;
slotWidth = 53.7e-3;
offsetTraceLength = 28e-3;
pcbTraceLength = (gndWidth/2 - slotWidth/2) + offsetTraceLength;

Создайте формы слоя

Используя расчетные параметры, создайте основные примитивы фигур. Антенна имеет два металлических слоя по обе стороны от одноуровневого PCB. Первый металлический слой является микрополосковой линией питания, и второй слой металла является groundplane с широким пазом, отключенным от него. После определения форм используйте булево вычитание, чтобы создать паз в наземной плоскости.

feed = antenna.Rectangle('Length',pcbTraceWidth,'Width',pcbTraceLength,...
                             'Center',[0, -gndWidth/2+pcbTraceLength/2],...
                             'NumPoints',[2 40 2 40]);
gnd = antenna.Rectangle('Length',gndLength,'Width',gndWidth);
gndslot = antenna.Rectangle('Length',slotLength,'Width',slotWidth);
gndPlane = gnd - gndslot;
figure;
show(gndPlane)

Создайте стек

Создайте стек PCB путем определения диэлектрического материала и расположения слоев в нисходящем описании начиная с верхнего слоя металла. Задайте местоположение канала и диаметр канала также. Этой антенне произвели микрополосковую линию питания к ребру платы.

d = dielectric(pcbMaterial);
d.EpsilonR = pcbEpsilonR;
d.Thickness = pcbThickness;
p = pcbStack;
p.Name = 'Strip-fed slot';
p.BoardShape = gnd;
p.BoardThickness = pcbThickness;
p.Layers = {feed,d,gndPlane};
p.FeedLocations = [0,-gndWidth/2,1,3];
p.FeedDiameter = pcbTraceWidth/2;
figure;
show(p)

Вычислите S-параметры

Коэффициент отражения антенны показывает, как хорошо он отвечает на стимул на какой-то конкретной частоте. Как правило, дБ считается хорошим с точки зрения соответствия импеданса. Ссылочный импеданс здесь является значением по умолчанию 50 Ом.

fmin = 1.4e9;
fmax = 2.6e9;
Z0 = 50;
N = 21;
freq = linspace(fmin,fmax,N);
s = sparameters(p,freq,Z0);
s11Fig = figure;
rfplot(s,1,1)

График раскрытия хорошего соответствия к 50 Омам в полосе 1.6 - 1.85 ГГц.

Гербер регистрирует

Файлы Гербера являются обычно используемым форматом, чтобы экспортировать информацию о геометрии PCB. Чтобы сгенерировать эти файлы, два дополнительных данных требуются кроме самого PCB. Первым является тип коннектора, который будет использоваться, и вторым является PCB производственный сервис сервиса/средства просмотра. Тип коннектора RF определяет размещения клавиатуры на PCB. Antenna Toolbox™ предоставляет каталог сервисов PCB и коннекторов RF. Сервисные поддержки каталога PCB, конфигурирующие процесс генерации файла Гербера для производства, а также для онлайнового, только для средства просмотра.

Генерация Гербера набор файлов Гербера, которые описывают Печатную плату (PCB), имеет каждого различная роль. Каждый файл описывает определенный аспект проекта PCB. Как пример, на PCB существуют металлические области, соответствующие сигналу и земле, которые заполнены Медью. Эта информация получена в .gtl и .gbl файлах. Информация о маске припоя, которая применяется, чтобы защитить и изолировать металлические области, получена в .gts и .gbs файлах. Информация проекта закодирована на слой шелкографии, определяемый .gto и .gbo файлами. Чтобы изучить процесс генерации для этих файлов используют PCB производственный сервис с онлайновым средством просмотра, чтобы представить проект.

Онлайновое Использование Средства просмотра Гербера MayhewWriter, чтобы сконфигурировать процесс генерации файла Гербера для Мейхьюлэбов бесплатное онлайн 3D средство просмотра Гербера. Выберите коннектор ребра SMA из каталога и измените его для этого конкретного проекта. Используйте модель антенны PCB, сервис и коннектор RF, чтобы создать PCBWriter.

W = PCBServices.MayhewWriter;
W.Filename = 'Microstrip-fed slot patch-MH';
C = SMAEdge_SamtecCustom;
C.EdgeLocation = 'south';
C.ExtendBoardProfile = false;
Am = PCBWriter(p,W,C);

Выполните gerberWrite команду, чтобы сгенерировать файлы Гербера.

gerberWrite(Am)

Файлы сгенерированы и помещены в заархивированную папку с тем же именем, как присвоено в свойстве Filename конкретного сервиса PCB, который был выбран. Местоположение папки является текущей рабочей директорией. Файлы в папке показывают в изображении ниже.

В дополнение к этому, если доступ в Интернет доступен, окно браузера откроет для Mayhewlabs свободное 3D онлайновое средство просмотра Гербера. Выберите и перетащите все сгенерированные файлы в окно браузера. Файлы и их цель организованы как показано ниже. Когда готовый нажмите на 'Done'.

Проект PCB, описанный набором файлов Гербера, теперь представляется в окне браузера. Используйте мышь, чтобы ориентировать и расположить проект. Меню справа от экрана включают выборочный просмотр различных частей файла Гербера, таких как soldermask, медные слои и шелкография.

Сервис PCB для Производства Использования SeeedWriter, чтобы сконфигурировать процесс генерации файла Гербера для PCB Fusion Seeed производственные сервисы. Регенерируйте PCBWriter с новым сервисом.

W = PCBServices.SeeedWriter;
W.Filename = 'Microstrip-fed slot patch-SS';
As = PCBWriter(p,W,C);

Выполните gerberWrite команду, чтобы сгенерировать файлы Гербера.

gerberWrite(As)

Произведенная антенна и измерения

Представьте порядок на веб-сайт Fusion Seeed вместе со сгенерированными файлами Гербера. Произведенная антенна отправлена по почте за несколько недель.

Отражательный коэффициент прототипной антенны был измерен в Antenna Lab в Вустерском политехническом институте (WPI). Результаты построены как показано ниже.

s11_1 = csvread('TRACE01.CSV',3,0);
freq_trace = s11_1(:,1)./1e9;
s11Data = s11_1(:,2);
figure(s11Fig);
hold on
plot(freq_trace, s11Data,'LineWidth',2);
legend('Analysis','Measurement','Location','SouthEast')
title('S_1_1')
hold off

Заключение

Соглашение между анализируемыми и измеренными результатами разумно приблизительно с 4%-й абсолютной погрешностью в минимуме.

Ссылка

[1] Цзя-И Зе и Кин-Лу Вонг, "Улучшение полосы пропускания питаемой микрополосковой линией-линией распечатанной антенны широкого паза", в Транзакциях IEEE на Антеннах и Распространении, издании 49, № 7, стр 1020-1024, июль 2001.