آنتن ها به محیط اطراف خود حساس هستند. بنابراین ، هنگامی که آنتن روی آن وجود دارد PCB، طرح باید الزامات آنتن را در نظر بگیرد ، زیرا این می تواند عملکرد بی سیم دستگاه را تا حد زیادی تحت تأثیر قرار دهد. هنگام ادغام آنتن ها در طرح های جدید باید بسیار مراقب باشید. حتی مواد ، تعداد لایه ها و ضخامت PCB می تواند بر عملکرد آنتن تأثیر بگذارد.

آنتن را برای بهبود عملکرد قرار دهید

آنتن ها در حالت های مختلف عمل می کنند و بسته به نحوه تابش آنتن های جداگانه ، ممکن است لازم باشد در موقعیت های خاصی قرار بگیرند – در کنار کوتاه ، سمت بلند یا گوشه PCB.

به طور کلی گوشه PCB محل مناسبی برای قرار دادن آنتن است. این به این دلیل است که موقعیت گوشه به آنتن اجازه می دهد در پنج جهت فضایی شکاف داشته باشد و تغذیه آنتن در جهت ششم قرار دارد

تولیدکنندگان آنتن گزینه های طراحی آنتن را برای موقعیت های مختلف ارائه می دهند ، بنابراین طراحان محصول می توانند آنتن را انتخاب کنند که با طرح آنها مطابقت بیشتری داشته باشد. به طور معمول ، برگه اطلاعات سازنده یک طرح مرجع را نشان می دهد که اگر رعایت شود ، عملکرد بسیار خوبی را ارائه می دهد.

در طراحی محصول برای 4G و LTE معمولاً از چند آنتن برای ساخت سیستم MIMO استفاده می شود. در چنین طرح هایی ، هنگامی که چندین آنتن به طور همزمان استفاده می شود ، آنتن ها معمولاً در گوشه های مختلف PCB قرار می گیرند.

مهم است که هیچ قطعه ای را در قسمت نزدیک و نزدیک آنتن قرار ندهید زیرا ممکن است عملکرد آن را مختل کند. بنابراین ، مشخصات آنتن اندازه منطقه رزرو شده را مشخص می کند ، یعنی ناحیه نزدیک و اطراف آنتن که باید از اجسام فلزی دور نگه داشته شود. این مورد برای هر لایه در PCB اعمال می شود. علاوه بر این ، هیچ قطعه ای را قرار ندهید یا حتی پیچ را در این قسمت روی هیچ لایه ای از برد نصب نکنید.

آنتن به سطح زمین تابش می کند و سطح زمین به فرکانسی که آنتن کار می کند مربوط می شود. بنابراین، تهیه اندازه و فضای صحیح برای صفحه زمین آنتن انتخابی ضروری است.

هواپیمای زمینی

اندازه هواپیمای زمینی نیز باید سیم هایی را که برای برقراری ارتباط با دستگاه استفاده می شود و باتری ها یا سیم های برق مورد استفاده برای تغذیه دستگاه را در نظر بگیرد. اگر اندازه زمین مناسب است ، اطمینان حاصل کنید که کابل ها و باتری های متصل به دستگاه تأثیر کمتری روی آنتن داشته باشند.

برخی از آنتن ها به سطح زمین مربوط می شوند ، بدین معنا که PCB به خود قسمت اتصال زمین آنتن می شود تا جریان آنتن را متعادل کند و لایه پایینی PCB ممکن است بر عملکرد آنتن تأثیر بگذارد. در این مورد، مهم است که باتری ها یا LCD ها را نزدیک آنتن قرار ندهید.

برگه اطلاعات سازنده همیشه باید مشخص کند که آیا آنتن به تابش صفحه زمین نیاز دارد یا خیر و در این صورت، اندازه صفحه زمین مورد نیاز است. این ممکن است به این معنی باشد که ناحیه شکاف باید آنتن را احاطه کند.

نزدیک به سایر اجزای PCB

بسیار مهم است که آنتن را از سایر اجزایی که ممکن است در نحوه تابش آنتن اختلال ایجاد کنند، دور نگه دارید. یکی از مواردی که باید به آن توجه کنید ، باتری است. قطعات فلزی LCD مانند اتصالات USB ، HDMI و اترنت ؛ و اجزای سوئیچینگ پر سر و صدا یا با سرعت بالا مربوط به منابع تغذیه سوئیچینگ.

فاصله ایده آل بین یک آنتن و یک قطعه دیگر با توجه به ارتفاع قطعه متفاوت است. به طور کلی ، اگر خطی با زاویه 8 درجه تا انتهای آنتن کشیده شود ، فاصله ایمن بین قطعه و آنتن در صورتی که زیر خط باشد قرار می گیرد.

اگر آنتن‌های دیگری با فرکانس‌های مشابه در مجاورت کار کنند، ممکن است باعث جدا شدن دو آنتن شود، زیرا بر تابش یکدیگر تأثیر می‌گذارند. توصیه می کنیم با جداسازی حداقل آنتن های 10- دسی بل در فرکانس های تا 1 گیگاهرتز و حداقل آنتن های 20- دسی بل در فرکانس 20 گیگاهرتز، این مشکل را کاهش دهید. این کار را می توان با گذاشتن فضای بیشتر بین آنتن ها یا چرخاندن آنها به گونه ای انجام داد که 90 یا 180 درجه از یکدیگر فاصله داشته باشند.

طراحی خطوط انتقال

خطوط انتقال کابل های RF هستند که انرژی RF را به آنتن منتقل می کنند و سیگنال ها را به رادیو منتقل می کنند. خطوط انتقال باید 50 طراحی شوند ، در غیر این صورت ممکن است سیگنال ها را به رادیو منعکس کرده و باعث کاهش نسبت سیگنال به نویز (SNR) شوند ، که می تواند گیرنده های رادیویی را بی معنا کند. بازتاب به عنوان نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) اندازه گیری می شود. یک طراحی خوب PCB اندازه گیری های مناسب VSWR را نشان می دهد که می توان هنگام آزمایش آنتن انجام داد.

ما طراحی دقیق خطوط انتقال را توصیه می کنیم. ابتدا خط انتقال باید مستقیم باشد زیرا اگر دارای گوشه یا خم باشد ممکن است باعث تلفات شود. با قرار دادن سوراخ ها به طور مساوی در هر دو طرف سیم، نویز و تلفات سیگنالی که ممکن است بر عملکرد آنتن تأثیر بگذارد را می توان در سطح پایین نگه داشت، زیرا می توان عملکرد را با جداسازی نویز منتشر شده در امتداد سیم های مجاور یا لایه های زمین بهبود بخشید.

خطوط انتقال نازک تر ممکن است تلفات بیشتری ایجاد کنند. م matchingلفه تطبیق RF و عرض خط انتقال برای تنظیم آنتن جهت کار در امپدانس مشخصه 50 ω استفاده می شود. اندازه خط انتقال بر عملکرد تأثیر می گذارد و برای عملکرد خوب آنتن، خط انتقال باید تا حد امکان کوتاه باشد.

چگونه می توان عملکرد بهتری داشت؟

اگر اجازه دهید سطح زمین مناسب باشد و آنتن را در موقعیت بسیار خوبی قرار دهید ، شروع خوبی داشته اید ، اما کارهای بیشتری می توانید برای بهبود عملکرد آنتن انجام دهید. می توانید از یک شبکه منطبق برای تنظیم آنتن استفاده کنید – این کار تا حدودی هر عاملی را که ممکن است بر عملکرد آنتن تأثیر بگذارد جبران می کند.

جزء کلیدی RF آنتن است که با شبکه و خروجی RF آن مطابقت دارد. پیکربندی که این اجزا را در نزدیکی خود قرار می دهد ، از دست دادن سیگنال را به حداقل می رساند. به طور مشابه، اگر طراحی شما شامل یک شبکه تطبیق باشد، آنتن در صورتی که طول سیم کشی آن مطابق با مشخصات مشخص شده در مشخصات محصول سازنده باشد، عملکرد بسیار خوبی خواهد داشت.

پوشش اطراف PCB نیز ممکن است متفاوت باشد. سیگنال های آنتن نمی توانند از طریق فلز حرکت کنند ، بنابراین قرار دادن آنتن در محفظه فلزی یا محفظه ای با ویژگی های فلزی موفقیت آمیز نخواهد بود.

همچنین هنگام قرار دادن آنتن ها در نزدیکی سطوح پلاستیکی مراقب باشید، زیرا این کار می تواند آسیب قابل توجهی به عملکرد آنتن وارد کند. برخی از پلاستیک ها (به عنوان مثال ، نایلون پر از فایبرگلاس) از بین رفته و می توانند در سیگنال RF آنتن تجزیه شوند. پلاستیک دارای ثابت دی الکتریک بالاتری نسبت به هوا است که می تواند سیگنال را به طور جدی تحت تأثیر قرار دهد. این بدان معناست که آنتن ثابت دی الکتریک بالاتری را ثبت می کند و طول الکتریکی آنتن را افزایش می دهد و فرکانس تابش آنتن را کاهش می دهد.