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5G时代带动陶瓷PCB成长——GPS陶瓷天线调试方法 (二)

2020.10.13

2.2开槽Slot-Y

 

切削Slot-Y位置,在Smith Chart 上可看出其轨迹图会以外圈为圆心,依顺时针的方向旋转偏向电容性阻抗。需要特别注意的是切削Slot-Y位置,原则上左右两边都开槽会对天线轴比影响较小,另外开槽深度越靠近馈点位置,图形运动的幅度越大。

 

图8所示为切削Slot-Y时,网络分析仪图形的走势。

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图9

 

3、切角微调

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图10

 

3.1调试切角-A

 

如图10,将A位置切角(切角时尽量保持切角的形状为等腰三角形),因Da电流路径变短了,相较于微调前的高频模态(fH)会往高频偏移,在低频模态(fL)不变的情况下两模态越来越分离。在Smith Chart上可以看出原本中心频率的极化点的尖点会慢慢变大,最后形成小圈,并且切角的同时中心频率(fc)也会跟着变高。

 

图11所示为调试切角-A时,网络分析仪图形的走势。

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图11

 

3.2调试切角-B

 

如图10,将B位置切角(切角时尽量保持切角的形状为等腰三角形),因Db电流路径变短了,相较于微调前的低频模态(fL)会往高频偏移,在高频模态(fH)不变的情况下两模态越来越靠近。在Smith Chart上可以看出原本中心频率的极化点的小圈会慢慢变小,最后形成尖点甚至消失,并且切角的同时中心频率(fc)也会跟着变高。

 

图11所示为调试切角-B时,网络分析仪图形的走势。

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图12

 

需要注意的事项

 

a、微调时要注意,若发现所切割位置理论上的特性变化与网络分析仪所呈现出来的特性相反,极有可能发生极化颠倒的情况。 

 

b、在把频率调高时,先削切角-A位置,在削切角-B位置,如此反复微调到想要的频率点。

 

c、在欲降低频率时,先开槽Slot-Y位置,在开槽Slot-X位置,如此反复微调到想要的频率点。

 

d、在使用电动刻刀雕刻天线时,需要注意雕刻干净,切刻过的地方尽量不要有残存银层,切保证直线,最后需要用酒精清洁表面 。

 

二、偏心馈入式陶瓷天线调试方式

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图13

 

此馈入方式是由两互相垂直的模态(Lx与Ly)其共振长度的些微差异(Lx≠Ly)所形成的圆极化辐射波,若Lx>Ly,此为右旋圆极化;反之则为左旋圆极化,因GPS天线设计需为RHCP,所以Lx>Ly,另外需要特别注意的是圆极化中心频率为Smith Chart两模态所相交的尖点

 

微调的方式分别为削边、挖槽及截角三种方式

 

1、削边微调

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图14

 

① 将Cut-X位置削短(注意削边时需要平整),因Lx较原来长度缩短,因此在Smith Chart上可看出原本中心频率的小圈越来越小,渐渐变成尖点甚至尖点不见,同时削边过程中中心频率(fc)也会跟真变高。

 

② 将Cut-Y位置削短(注意削边时需要平整),因Ly较原来长度缩短,因此在Smith Chart上可看出原本中心频率的尖点越来越大,渐渐变成小圈,同时削边过程中中心频率(fc)也会跟真变高。

 

2、挖槽微调

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图15

 

① 挖槽Slot-X

 

切削slot-x位置使其形成一条槽,电流走向路径由原来的红色虚线变成绿色虚线走向,因此Lx的电流路径边长了,从Smith Chart上看原本中心频率的尖点越来越大,渐渐变成小圈乃至大圈,同时挖槽的同时中心频率(fc)也跟着变低。

 

② 挖槽Slot-Y 

 

切削slot-x位置使其形成一条槽,电流走向路径由原来的红色虚线变成绿色虚线走向,因此Ly的电流路径边长了,从Smith Chart上看原本中心频率的尖点越来越小,逐步消失,同时挖槽的同时中心频率(fc)也跟着变低。

 

3、截角微调

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① 截角-A

 

将A位置截角(截角时尽量保持形状为等腰三角形),在Smith Chart上可看其轨迹会以外圈中心为圆心,依照顺时针方向转动,同时截角会使得中心频率(fc)稍稍变高,特别注意在截角时同一组截角的大小尽量保持一致。

 

② 截角-B

 

将B位置截角(截角时尽量保持形状为等腰三角形),在Smith Chart上可看其轨迹会以外圈中心为圆心,依照逆时针方向转动,同时截角会使得中心频率(fc)稍稍变高,特别注意在截角时同一组截角的大小尽量保持一致。

 

需要注意的事项

 

a、微调时要注意,若发现所切割位置理论上的特性变化与网络分析仪所呈现出来的特性相反,极有可能发生极化颠倒的情况。 

 

b、在把频率调高时,先削切角-A位置,在削切角-B位置,如此反复微调到想要的频率点。

 

c、在欲降低频率时,先开槽Slot-Y位置,在开槽Slot-X位置,如此反复微调到想要的频率点。

 

d、在使用电动刻刀雕刻天线时,需要注意雕刻干净,切刻过的地方尽量不要有残存银层,切保证直线,最后需要用酒精清洁表面。


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