Le antenne sono sensibili all’ambiente circostante. Therefore, when there is an antenna on the PCB, il layout del progetto dovrebbe tenere conto dei requisiti dell’antenna, poiché ciò può influire notevolmente sulle prestazioni wireless del dispositivo. Great care should be taken when integrating antennas into new designs. Anche il materiale, il numero di strati e lo spessore del PCB possono influenzare le prestazioni dell’antenna.

Posizionare l’antenna per migliorare le prestazioni

Le antenne funzionano in diverse modalità e, a seconda di come si irradiano le singole antenne, potrebbe essere necessario posizionarle in posizioni specifiche: lungo il lato corto, lungo o all’angolo del PCB.

In generale, l’angolo del PCB è un buon posto per posizionare l’antenna. Questo perché la posizione d’angolo consente all’antenna di avere spazi in cinque direzioni spaziali e l’alimentazione dell’antenna si trova nella sesta direzione

I produttori di antenne offrono opzioni di progettazione dell’antenna per diverse posizioni, in modo che i progettisti di prodotti possano scegliere l’antenna che meglio si adatta al loro layout. Typically, the manufacturer’s data sheet shows a reference design that, if followed, provides very good performance.

Product designs for 4G and LTE typically use multiple antennas to build MIMO systems. In such designs, when multiple antennas are used at the same time, the antennas are usually placed at different corners of the PCB

È importante non posizionare alcun componente nel campo vicino vicino all’antenna poiché potrebbe interferire con le sue prestazioni. Pertanto, la specifica dell’antenna specificherà la dimensione dell’area riservata, che è l’area vicino e intorno all’antenna che deve essere tenuta lontana da oggetti metallici. Questo si applicherà a ogni strato nel PCB. Inoltre, non posizionare alcun componente o installare viti in quest’area su qualsiasi strato della scheda.

The antenna radiates to the ground plane, and the ground plane is related to the frequency at which the antenna operates. Pertanto, è urgente fornire le dimensioni e lo spazio corretti per il piano di massa dell’antenna selezionata.

Piano terra

La dimensione del piano di massa dovrebbe anche tenere conto di eventuali cavi utilizzati per comunicare con il dispositivo e delle batterie o dei cavi di alimentazione utilizzati per alimentare il dispositivo. If the grounding plane is of the right size, ensure that cables and batteries connected to the device have less impact on the antenna

Alcune antenne sono correlate al piano di messa a terra, il che significa che il PCB stesso diventa la parte di messa a terra dell’antenna per bilanciare la corrente dell’antenna e lo strato inferiore del PCB può influire sulle prestazioni dell’antenna. In questo caso, è importante non posizionare batterie o LCDS vicino all’antenna.

La scheda tecnica del produttore dovrebbe sempre specificare se l’antenna richiede la radiazione del piano di messa a terra e, in caso affermativo, la dimensione del piano di messa a terra richiesto. This may mean that the gap area should surround the antenna.

Vicino ad altri componenti PCB

È fondamentale tenere l’antenna lontana da altri componenti che potrebbero interferire con il modo in cui l’antenna si irradia. One thing to watch out for is batteries; Componenti metallici LCD, come connettori USB, HDMI ed Ethernet; E componenti di commutazione rumorosi o ad alta velocità relativi agli alimentatori a commutazione.

La distanza ideale tra un’antenna e un altro componente varia in base all’altezza del componente. In general, if a line is drawn at an 8 degree Angle to the bottom of the antenna, the safe distance between the component and the antenna if it is below the line.

Se ci sono altre antenne che operano a frequenze simili nelle vicinanze, potrebbe causare la dissintonizzazione delle due antenne, poiché influenzano le radiazioni reciproche. Raccomandiamo che ciò venga mitigato isolando almeno antenne da -10 dB a frequenze fino a 1 GHz e antenne da almeno -20 dB a 20 GHz. Questo può essere fatto lasciando più spazio tra le antenne o ruotandole in modo che siano distanziate di 90 o 180 gradi l’una dall’altra.

Progettare linee di trasmissione

Le linee di trasmissione sono cavi RF che trasmettono energia RF da e verso l’antenna per trasmettere segnali alla radio. Le linee di trasmissione devono essere progettate per essere 50, altrimenti possono riflettere i segnali indietro alla radio e causare un calo del rapporto segnale-rumore (SNR), che può rendere privi di significato i ricevitori radio. La riflessione è misurata come rapporto di onda stazionaria di tensione (VSWR). A good PCB design will exhibit suitable VSWR measurements that can be taken when testing the antenna.

Raccomandiamo un’attenta progettazione delle linee di trasmissione. Innanzitutto, la linea di trasmissione dovrebbe essere diritta, perché se ha angoli o curve, potrebbe causare perdite. Posizionando le perforazioni in modo uniforme su entrambi i lati del filo, il rumore e le perdite di segnale che possono influire sulle prestazioni dell’antenna possono essere mantenute a un livello basso, poiché le prestazioni possono essere migliorate isolando il rumore che si propaga lungo i fili vicini o gli strati di terra.

Linee di trasmissione più sottili possono causare perdite maggiori. Il componente di corrispondenza RF e la larghezza della linea di trasmissione vengono utilizzati per regolare l’antenna in modo che funzioni a un’impedenza caratteristica di 50 . La dimensione della linea di trasmissione influisce sulle prestazioni e la linea di trasmissione dovrebbe essere la più corta possibile per una buona prestazione dell’antenna.

Come ottenere prestazioni migliori?

Se permetti il ​​giusto piano di messa a terra e metti l’antenna in una posizione molto buona, hai un buon inizio, ma c’è molto di più che puoi fare per migliorare le prestazioni dell’antenna. È possibile utilizzare una rete adattata per sintonizzare l’antenna: questo compenserà in una certa misura eventuali fattori che potrebbero influire sulle prestazioni dell’antenna.

Il componente RF chiave è l’antenna, che corrisponde alla rete e alla sua uscita RF. Una configurazione che posiziona questi componenti nelle vicinanze riduce al minimo la perdita di segnale. Allo stesso modo, se il tuo progetto include una rete corrispondente, l’antenna funzionerà molto bene se la sua lunghezza del cablaggio corrisponde a quella specificata nelle specifiche del prodotto del produttore.

Anche l’involucro attorno al PCB può variare. I segnali dell’antenna non possono viaggiare attraverso il metallo, quindi posizionare un’antenna in un alloggiamento di metallo o in un alloggiamento con proprietà metalliche non avrà successo.

Inoltre, prestare attenzione quando si posizionano le antenne vicino a superfici di plastica, poiché ciò può causare danni significativi alle prestazioni dell’antenna. Alcune materie plastiche (ad esempio, nylon caricato con fibra di vetro) sono soggette a perdite e possono decadere nel segnale RF dell’ANTENNA. La plastica ha una costante dielettrica più alta dell’aria, che può influenzare seriamente il segnale. Ciò significa che l’antenna registrerà una costante dielettrica più elevata, aumentando la lunghezza elettrica dell’antenna e riducendo la frequenza della radiazione dell’antenna.