As antenas son sensibles ao seu contorno. Polo tanto, cando hai unha antena no PCB, o deseño do deseño debe ter en conta os requisitos da antena, xa que isto pode afectar moito ao rendemento sen fíos do dispositivo. Débese ter moito coidado ao integrar as antenas en novos deseños. Incluso o material, o número de capas e o grosor do PCB poden afectar o rendemento da antena.

Sitúe a antena para mellorar o rendemento

As antenas funcionan en diferentes modos e, dependendo de como irradien as antenas individuais, é posible que teñan que colocalas en posicións específicas: ao longo do lado curto, longo ou da esquina do PCB.

En xeral, a esquina do PCB é un bo lugar para colocar a antena. Isto débese a que a posición da esquina permite que a antena teña ocos en cinco direccións espaciais e a alimentación da antena está situada na sexta dirección.

Os fabricantes de antenas ofrecen opcións de deseño de antenas para diferentes posicións, polo que os deseñadores de produtos poden escoller a antena que mellor se adapte ao seu deseño. Normalmente, a folla de datos do fabricante mostra un deseño de referencia que, se se segue, proporciona un rendemento moi bo.

Os deseños de produtos para 4G e LTE normalmente utilizan varias antenas para construír sistemas MIMO. Nestes deseños, cando se usan varias antenas ao mesmo tempo, as antenas adoitan colocarse en diferentes esquinas do PCB.

É importante non colocar ningún compoñente no campo próximo preto da antena, xa que poden interferir co seu rendemento. Polo tanto, a especificación da antena especificará o tamaño da área reservada, que é a área próxima e arredor da antena que debe manterse lonxe de obxectos metálicos. Isto aplicarase a cada capa do PCB. Ademais, non coloque ningún compoñente nin sequera instale parafusos nesta zona en ningunha capa do taboleiro.

A antena irradia ao plano de terra, e o plano de terra está relacionado coa frecuencia á que opera a antena. Polo tanto, é urxente proporcionar o tamaño e espazo correctos para o plano de terra da antena seleccionada.

Plano de terra

O tamaño do plano de terra tamén debe ter en conta os fíos empregados para comunicarse co dispositivo e as baterías ou cables de alimentación empregados para alimentalo. Se o plano de conexión a terra é do tamaño correcto, asegúrese de que os cables e as baterías conectados ao dispositivo teñan menos impacto na antena.

Algunhas antenas están relacionadas co plano de posta a terra, o que significa que o propio PCB convértese na parte de terra da antena para equilibrar a corrente da antena e a capa inferior do PCB pode afectar o rendemento da antena. Neste caso, é importante non colocar baterías ou LCDs preto da antena.

A folla de datos do fabricante sempre debe especificar se a antena require radiación do plano de toma de terra e, de ser así, o tamaño do plano de toma de terra necesario. Isto pode significar que a zona de oco debe rodear a antena.

Próximo a outros compoñentes de PCB

É fundamental manter a antena afastada doutros compoñentes que poidan interferir coa forma en que a antena irradia. Unha cousa a ter en conta son as pilas; Compoñentes metálicos LCD, como conectores USB, HDMI e Ethernet; E compoñentes de conmutación ruidosos ou de alta velocidade relacionados coa fonte de alimentación de conmutación.

A distancia ideal entre unha antena e outro compoñente varía segundo a altura do compoñente. En xeral, se se traza unha liña cun ángulo de 8 graos cara á parte inferior da antena, a distancia de seguridade entre o compoñente e a antena se está por debaixo da liña.

Se hai outras antenas que funcionan a frecuencias similares nas proximidades, pode provocar que as dúas antenas se sintonicen, xa que afectan a radiación da outra. Recomendamos mitigar isto illando polo menos antenas de -10 dB a frecuencias de ata 1 GHz e antenas de polo menos -20 dB a 20 GHz. Pódese facer deixando máis espazo entre as antenas ou xirándoas para que se coloquen a 90 ou 180 graos entre si.

Deseñar liñas de transmisión

As liñas de transmisión son cables de radiofrecuencia que transmiten enerxía de radiofrecuencia cara e dende a antena para transmitir sinais á radio. As liñas de transmisión deben deseñarse para que sexan 50, se non, poden reflectir os sinais de volta á radio e provocar unha caída na relación sinal-ruído (SNR), o que pode deixar sen sentido os receptores de radio. A reflexión mídese como relación de onda estacionaria de tensión (VSWR). Un bo deseño de PCB mostrará as medidas de VSWR adecuadas que se poden tomar ao probar a antena.

Recomendamos un deseño coidadoso das liñas de transmisión. En primeiro lugar, a liña de transmisión debe ser recta, porque se ten esquinas ou curvas, pode provocar perdas. Ao colocar perforacións uniformemente a ambos os dous lados do fío, as perdas de ruído e sinal que poden afectar o rendemento da antena pódense manter a un nivel baixo, xa que o rendemento pódese mellorar illando o ruído que se propaga ao longo dos fíos ou das capas de terra próximas.

As liñas de transmisión máis delgadas poden causar maiores perdas. O compoñente de correspondencia de RF e o ancho da liña de transmisión úsanse para axustar a antena para que funcione cunha impedancia característica de 50 ω. O tamaño da liña de transmisión afecta o rendemento, e a liña de transmisión debe ser o máis curta posible para un bo rendemento da antena.

Como conseguir un mellor rendemento?

Se permites o plano de terra correcto e colocas a antena nunha posición moi boa, tes un bo comezo, pero podes facer moito máis para mellorar o rendemento da antena. Podes usar unha rede adaptada para sintonizar a antena; isto compensará en certa medida calquera factor que poida afectar o rendemento da antena.

O compoñente clave de RF é a antena, que coincide coa rede e a súa saída de RF. Unha configuración que coloca estes compoñentes preto minimiza a perda de sinal. Do mesmo xeito, se o teu deseño inclúe unha rede correspondente, a antena funcionará moi ben se a lonxitude do cableado coincide coa especificada nas especificacións do produto do fabricante.

A carcasa ao redor do PCB tamén pode variar. Os sinais da antena non poden viaxar a través do metal, polo que non se terá éxito na colocación dunha antena nunha carcasa metálica ou carcasa con propiedades metálicas.

Ademais, teña coidado ao colocar as antenas preto de superficies de plástico, xa que isto pode causar danos significativos no rendemento da antena. Algúns plásticos (por exemplo, o nailon recheo de fibra de vidro) teñen perdas e poden decaer no sinal de RF da ANTENA. O plástico ten unha constante dieléctrica maior que o aire, o que pode afectar seriamente o sinal. Isto significa que a antena rexistrará unha constante dieléctrica maior, aumentando a lonxitude eléctrica da antena e reducindo a frecuencia da radiación da antena.