سلام
من در زمینه ی RF تجربه زیادی ندارم و می‌خوام یک ماژول RF طراحی کنم. قبلاً یک آنتن طراحی کردم و کمی در مورد تطبیق امپدانس می دونم. دو سوال دارم و امیدوارم بتونید به من کمک کنید.
در آنتن‌های میکرواستریپ، طول خط تغذیه را برای تطبیق خط تغذیه محاسبه می‌کنیم. این طول معمولاً λ/4 است. من نمی تونم بفهمم که این چگونه روی یک pcb انجام می‌شود. در ماژول RF، مسیری از پردازنده تا آنتن وجود دارد و قطعات مختلفی در این مسیر هستند. و یک مدار تطبیق هم نزدیک آنتن قرار دارد. سوالم این هست که:
1- آیا مدار تطبیق برای تطبیق کل خط انتقال از پردازنده به آنتن کافیست، و اگر مدار تطبیق وجود دارد، نیازی به محاسبه طول خط انتقال هست؟
2- آیا باید مدار تطبیق را مطابق آنتن محاسبه کنیم، یا مطابقِ خط انتقالِ قبل از مدار تطبیق؟
ممنونم
اگر در مورد سیستم فرستنده-خط تغذیه-آنتن مطالعه کنید، احتمالاً این موضوع را بهتر می‌فهمید که چرا تطبیق امپدانس لازم است. اساساً، تطبیق امپدانس برای کاهش سیگنال‌های بازگشتی ناشی از عدم تطبیق به حداقل میزان ممکن، انجام می‌شود.
هر المان در سیستم به یک اتصالی نیاز دارد تا امپدانس مشخصه آن را تطبیق دهد. برای مثال، اگر فرستنده‌ای وجود دارد که امپدانس خروجی آن 50 اهم است و نیاز دارد تا به یک خط تغذیه 75 اهم کوپل شود، چیزی باید انجام شود تا تضمین شود که در سمت فرستنده 50 اهم مورد نظر و سمت دیگر 75 اهم حاصل می شود.
درغیر اینصورت، بخشی از سیگنال طبقه خروجی فرستنده از آن اتصال منعکس خواهد شد که مقدار گرمای کافی برای از بین بردن تقویت کننده طبقه‌های خروجی را به همراه دارد. همین امر در اتصال خط تغذیه به آنتن هم وجود دارد. اکثر خطوط تغذیه، حتی در pcbها، به طور قراردادی 50 اهم هستند. خطوطی مانند خط ladder ، امپدانس 300 یا 450 اهم دارند و کابل کواکسیال به کار رفته در توزیع تلوزیون کابلی مانند RG8U ، 75 اهم است.
در انتخاب هر یک از این‌ها، مصالحه‌ای بین هزینه و عملکرد را درنظرگرفتند. 50 اهم مصالحه‌ای بین 77 اهم فضای آزاد و هزینه زیاد تولید کابل 30 اهم است که بهترین قابلیت انتقال توان را دارد.
هرجا که تغییری در امپدانس مشخصه وجود دارد، شما باید یک تطبیق انجام دهید. می‌تواند هر ارتباطی باشد، مانند فرستنده- خط تغذیه ، خط تغذیه- آنتن یا هر چیز دیگری که ممکن است در مسیر سیگنال باشد. پاسخ سوال اول شما، بستگی به این دارد که آیا یک تطبیق بین خط انتقال و فرستنده (یا گیرنده) ماژول وجود دارد. در عمل، اکثر خطوط انتقال روی pcbها با امپدانس 50 اهم طراحی می‌شوند.
طول یک خط انتقال، امپدانس مشخصه آن را تغییر نمی‌دهد. خطوط طولانی‌تر، تلفات بیستری دارند. با این حال در عمل احتمالاً آنتن به یک شبکه تطبیق نیاز خواهد داشت. به خاطر اینکه امپدانس مشخصه آنتن بسته به فرکانس متفاوت خواهد بود. شما می‌توانید با تنظیم طول و یا فاصله از زمین یک آنتن را تطبیق دهید، اما این اغلب عملی نیست.
درهر صورت، مصالحه در سایز به این معناست که ممکن است آنتن به یک شبکه تطبیق وابسته باشد تا برای انطباق با محدودیت‌های فیزیکی یک طراحی عملی کوتاه‌تر شود.
در مورد سوال دوم، من فکر می‌کنم تاحالا باید روشن شده باشد که تطبیق، رابط بین این دو است و با توجه به هر دو محاسبه می‌شود. آموزش دقیق و مفصل از Maxim برای خطوط انتقال روی pcb منبع بسیار خوبی است که می توانید آن را بررسی کنید. نکات کاربردی از NXP در مورد تطبیق امپدانس آنتن هم می‌تواند به شما کمک کند.
سوال 1: از هر قسمت از خروجی گرفته تا کابل‌کشی و آنتن، امپدانس یکسان 50 اهم تنظیم می‌شود. اگر بخشی از آن این امپدانس را ندارد، فیلتر مجزایی اعمال کنید، برای خروجی یا برای خود آنتن، امپدانس و خط انتقال مستقل از هم هستند.
سوال 2: بله، هر فیلتر آنتن برای کار با کابل‌های 50 اهمی و هر فرستنده برای کار با بار 50 اهمی تنظیم می‌شود.
اگر توان انتقال بار کمتر از تقسیم طول موج بر 10 یا بیشتر از 40 باشد، ممکن است امپدانس‌ها تنظیم نشوند و اتفاق بدی هم نیفتد. آنتن‌های متقارن نیاز ضروری به balun دارند، چون سیگنال کابل نامتقارن اصلی را متقارن می‌کند.