2
50Ω接地コプレーナ導波路の何が問題になっていますか？
EFR32BG13 Bluetooth Low Energy SoCを中心に構築された4層設計に取り組んできました。アンテナのインピーダンスを測定して整合回路を構築しようとしたときに、接地された短いコプレーナ導波路（GCPW）伝送ラインが伝送ラインよりもアンテナのように機能していることを発見しました。 問題の原因を絞り込むために、単純な4層の伝送ラインテストボードを作成しました。 ボードは100 mm角です。ALLPCBでこれらのボードを製造しました。ALLPCBは、すべての層に35μmの銅を指定し、最初の2つの層の間に0.175 mmの誘電体（誘電率4.29）を指定しました。AppCADを使用して、0.35 mmのトレース幅と0.25 mmのギャップを持つ設計では、48.5Ωのインピーダンスが得られることがわかりました。ボードの最上層は上の赤色で示されています。他の3つの層は、次のようなグラウンドプレーンです。 本日、ボードを受け取り、下から2番目のセクション（両端にSMAコネクタがあるGCPWの直線部分）のS21をテストすることから始めました。ポート1と2に短い同軸ケーブルを接続したHP 8753C / HP 85047Aと、それらの同軸ケーブルの間に接続されたテストボードを使用しました。驚いたことに、これは私が見たものです： 2.45 GHzでは、伝送ラインの応答は-10 dBです。ボードを「スルー」コネクタに交換すると、期待どおりの結果が得られます。 最初のテストはスラムダンクだと思い、その上でより複雑なテストで問題を見つけ始めたので、私は少し困っています。私はVNAを持ち、ここで間違っていることを知りたいと強く望んでいます。私のテスト方法またはGCPW設計自体に問題がありますか？どんな助けでも大歓迎です！ 編集： Neil_UKが示唆したように、はんだマスクを削り取り、ギャップをはんだで埋めることにより、1つのボードのサーマルを除去しました。この構成でS11とS21を測定すると、次の結果が得られます。 S21プロットを前の結果と比較すると、知覚可能な違いはないようです。 編集2： mkeithが示唆するように、古い「スコアとブレーク」メソッドを使用して、テストボードの「ストリップ」の1つを残りから分割しました。ブレークオフすることを選択したボードは、サーマルを削除したボードと同じであるため、この結果は前のプロットをさらに修正したものです。ここにあります： S11プロットでは谷が深くなっていますが、伝送ラインとしてのボードの機能に大きな改善はありません。 編集3：これは、最新の実施形態のボードの写真です。 編集4： 1つのSMAコネクタの両側のクローズアップショット： SMAコネクタはMolex 0732511150です。PCBランドは、データシートの推奨事項に従います。 http://www.molex.com/pdm_docs/sd/732511150_sd.pdf 編集5：これは、1つのエッジの近くのボードの断面です。 緑色の線は、製造元の仕様に合わせて拡大縮小されており、ここにコピーされています。 編集6：これは、ボードのトップダウン写真で、予想される寸法を示す赤いスケール線があります。 編集7：中央の大きなSMAランドの効果を確認するために、一方のボードの中央パッドを削り、残りのトレースと同じ幅にしました。次に、銅テープを使用して両側のグラウンドを拡張しました。 その後、S11とS21を再テストしました。 これにより、S11が大幅に改善されたように思われます。これは、実際には、大きなセンターランドがラインの両端に静電容量を生成し、共振を引き起こしたと信じさせてくれます。 編集8： SMAからGCPWへの移行を処理する方法に関するガイダンスを探して、このホワイトペーパーに出会いました。 http://www.mouser.com/pdfdocs/Emerson_WhitePaperHiFreqSMAEndLaunch.pdf この論文では特に高周波基板の使用について言及していますが、その多くはここでもまだ適用できると思います。2つの主な点が際立っています。 GCPWはボードの端までずっと続きます。 高周波エンドランチSMAコネクタは、GCPWへの影響を最小限に抑えるために、より短く狭いピンを使用します。これらは、伝送ラインに細い中心導体があるこのようなアプリケーションにより適しています。