Antena sensitif terhadap lingkungan mereka. Oleh karena itu, ketika ada antena di PCB, tata letak desain harus mempertimbangkan persyaratan antena, karena hal ini dapat sangat memengaruhi kinerja nirkabel perangkat. Perhatian besar harus diberikan saat mengintegrasikan antena ke dalam desain baru. Bahkan bahan, jumlah lapisan dan ketebalan PCB dapat mempengaruhi kinerja antena.

Posisikan antena untuk meningkatkan kinerja

Antena beroperasi dalam mode yang berbeda, dan tergantung pada bagaimana masing-masing antena memancarkan, mereka mungkin perlu ditempatkan di posisi tertentu – di sepanjang sisi pendek, sisi panjang, atau sudut PCB.

Secara umum, sudut PCB adalah tempat yang baik untuk menempatkan antena. Hal ini karena posisi sudut memungkinkan antena memiliki celah di lima arah spasial, dan umpan antena terletak di arah keenam.

Produsen antena menawarkan pilihan desain antena untuk posisi yang berbeda, sehingga desainer produk dapat memilih antena yang paling sesuai dengan tata letaknya. Biasanya, lembar data pabrikan menunjukkan desain referensi yang, jika diikuti, memberikan kinerja yang sangat baik.

Desain produk untuk 4G dan LTE biasanya menggunakan beberapa antena untuk membangun sistem MIMO. Dalam desain seperti itu, ketika beberapa antena digunakan secara bersamaan, antena biasanya ditempatkan di berbagai sudut PCB.

Penting untuk tidak meletakkan komponen apa pun di dekat antena karena dapat mengganggu kinerjanya. Oleh karena itu, spesifikasi antena akan menentukan ukuran area yang dicadangkan, yaitu area di dekat dan di sekitar antena yang harus dijauhkan dari benda logam. Ini akan berlaku untuk setiap lapisan di PCB. Selain itu, jangan letakkan komponen apa pun atau bahkan pasang sekrup di area ini pada lapisan papan mana pun.

Antena memancar ke ground plane, dan ground plane berhubungan dengan frekuensi di mana antena beroperasi. Oleh karena itu, sangat penting untuk menyediakan ukuran dan ruang yang tepat untuk ground plane dari antena yang dipilih.

Pesawat darat

Ukuran ground plane juga harus memperhitungkan kabel yang digunakan untuk berkomunikasi dengan perangkat dan baterai atau kabel daya yang digunakan untuk memberi daya pada perangkat. Jika bidang arde memiliki ukuran yang tepat, pastikan kabel dan baterai yang terhubung ke perangkat tidak terlalu berdampak pada antena

Beberapa antena terkait dengan bidang pentanahan, yang berarti bahwa PCB itu sendiri menjadi bagian pentanahan antena untuk menyeimbangkan arus antena, dan lapisan bawah PCB dapat mempengaruhi kinerja antena. Dalam hal ini, penting untuk tidak meletakkan baterai atau LCD di dekat antena.

Lembar data pabrikan harus selalu menentukan apakah antena memerlukan radiasi bidang arde dan, jika demikian, ukuran bidang arde yang diperlukan. Ini mungkin berarti bahwa area celah harus mengelilingi antena.

Dekat dengan komponen PCB lainnya

Sangat penting untuk menjauhkan antena dari komponen lain yang mungkin mengganggu cara pancaran antena. Satu hal yang harus diperhatikan adalah baterai; Komponen logam LCD, seperti konektor USB, HDMI, dan Ethernet; Dan komponen switching yang berisik atau berkecepatan tinggi yang terkait dengan switching catu daya.

Jarak ideal antara antena dan komponen lain bervariasi sesuai dengan ketinggian komponen. Secara umum, jika garis ditarik pada Sudut 8 derajat ke bagian bawah antena, jarak aman antara komponen dan antena jika berada di bawah garis.

Jika ada antena lain yang beroperasi pada frekuensi yang sama di sekitar, hal itu dapat menyebabkan kedua antena mengalami detune, karena keduanya mempengaruhi radiasi satu sama lain. Kami menyarankan agar hal ini dikurangi dengan mengisolasi setidaknya antena -10 dB pada frekuensi hingga 1 GHz dan setidaknya antena -20 dB pada 20 GHz. Ini dapat dilakukan dengan menyisakan lebih banyak ruang di antara antena atau dengan memutarnya sehingga ditempatkan 90 atau 180 derajat satu sama lain.

Desain saluran transmisi

Saluran transmisi adalah kabel rf yang mengirimkan energi RF ke dan dari antena untuk mengirimkan sinyal ke radio. Saluran transmisi perlu dirancang menjadi 50, jika tidak, saluran tersebut dapat memantulkan sinyal kembali ke radio dan menyebabkan penurunan rasio signal-to-noise (SNR), yang dapat membuat penerima radio tidak berarti. Refleksi diukur sebagai rasio gelombang berdiri tegangan (VSWR). Desain PCB yang baik akan menunjukkan pengukuran VSWR yang sesuai yang dapat diambil saat menguji antena.

Kami merekomendasikan desain saluran transmisi yang cermat. Pertama, saluran transmisi harus lurus, karena jika ada tikungan atau belokan dapat menimbulkan kerugian. Dengan menempatkan perforasi secara merata di kedua sisi kabel, noise dan kehilangan sinyal yang dapat mempengaruhi kinerja antena dapat dijaga pada tingkat yang rendah, karena kinerja dapat ditingkatkan dengan mengisolasi kebisingan yang merambat di sepanjang kabel terdekat atau lapisan ground.

Saluran transmisi yang lebih tipis dapat menyebabkan kerugian yang lebih besar. Komponen pencocokan RF dan lebar saluran transmisi digunakan untuk mengatur antena agar beroperasi pada impedansi karakteristik 50 . Ukuran saluran transmisi mempengaruhi kinerja, dan saluran transmisi harus sesingkat mungkin untuk kinerja antena yang baik.

Bagaimana cara mendapatkan kinerja yang lebih baik?

Jika Anda mengizinkan grounding plane yang tepat dan menempatkan antena pada posisi yang sangat baik, Anda memiliki awal yang baik, tetapi masih banyak lagi yang dapat Anda lakukan untuk meningkatkan kinerja antena. Anda dapat menggunakan jaringan yang cocok untuk menyetel antena – ini akan mengimbangi beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kinerja antena.

Komponen RF kunci adalah antena, yang cocok dengan jaringan dan output RF-nya. Konfigurasi yang menempatkan komponen-komponen ini di dekatnya meminimalkan kehilangan sinyal. Demikian pula, jika desain Anda menyertakan jaringan yang cocok, antena akan bekerja dengan sangat baik jika panjang kabelnya sesuai dengan spesifikasi produk pabrikan.

Casing di sekitar PCB juga dapat bervariasi. Sinyal antena tidak dapat berjalan melalui logam, jadi menempatkan antena di rumah logam atau rumah dengan sifat logam tidak akan berhasil.

Selain itu, berhati-hatilah saat menempatkan antena di dekat permukaan plastik, karena hal ini dapat menyebabkan kerusakan signifikan pada kinerja antena. Beberapa plastik (misalnya, nilon yang diisi fiberglass) bersifat lossy dan dapat membusuk menjadi sinyal RF ANTENNA. Plastik memiliki konstanta dielektrik yang lebih tinggi daripada udara, yang dapat mempengaruhi sinyal secara serius. Ini berarti antena akan merekam konstanta dielektrik yang lebih tinggi, meningkatkan panjang listrik antena dan mengurangi frekuensi radiasi antena.