Antenele sunt sensibile la mediul înconjurător. Prin urmare, atunci când există o antenă pe PCB, aspectul de proiectare ar trebui să țină cont de cerințele antenei, deoarece acest lucru poate afecta foarte mult performanța wireless a dispozitivului. Trebuie avută mare grijă atunci când integrați antenele în modele noi. Chiar și materialul, numărul de straturi și grosimea PCB-ului pot afecta performanța antenei.

Poziționați antena pentru a îmbunătăți performanța

Antenele funcționează în diferite moduri și, în funcție de modul în care radiază antenele individuale, este posibil să fie nevoie să fie plasate în poziții specifice – de-a lungul laturii scurte, laterale sau colțului PCB-ului.

În general, colțul PCB este un loc bun pentru a plasa antena. Acest lucru se datorează faptului că poziția de colț permite antenei să aibă goluri în cinci direcții spațiale, iar alimentarea antenei este situată în a șasea direcție

Producătorii de antene oferă opțiuni de proiectare a antenelor pentru diferite poziții, astfel încât proiectanții de produse pot alege antena care se potrivește cel mai bine aspectului lor. De obicei, fișa de date a producătorului prezintă un design de referință care, dacă este urmat, oferă performanțe foarte bune.

Proiectele de produse pentru 4G și LTE utilizează de obicei mai multe antene pentru a construi sisteme MIMO. În astfel de modele, atunci când sunt utilizate mai multe antene în același timp, antenele sunt de obicei plasate în colțuri diferite ale PCB

Este important să nu plasați componente în câmpul apropiat în apropierea antenei, deoarece acestea pot interfera cu performanța acesteia. Prin urmare, specificația antenei va specifica dimensiunea zonei rezervate, care este zona din apropierea și în jurul antenei care trebuie ținută departe de obiectele metalice. Acest lucru se va aplica fiecărui strat din PCB. În plus, nu așezați componente și nici măcar nu instalați șuruburi în această zonă pe niciun strat al plăcii.

Antena radiază către planul de masă, iar planul de masă este legat de frecvența la care funcționează antena. Prin urmare, este urgent să furnizați dimensiunea și spațiul corect pentru planul de masă al antenei selectate.

Avion pe pamant

Dimensiunea planului de masă ar trebui să ia în considerare, de asemenea, orice fire utilizate pentru a comunica cu dispozitivul și bateriile sau cablurile de alimentare utilizate pentru alimentarea dispozitivului. Dacă planul de împământare este de dimensiunea potrivită, asigurați-vă că cablurile și bateriile conectate la dispozitiv au un impact mai mic asupra antenei

Unele antene sunt legate de planul de împământare, ceea ce înseamnă că PCB-ul în sine devine partea de împământare a antenei pentru a echilibra curentul antenei, iar stratul inferior al PCB-ului poate afecta performanța antenei. În acest caz, este important să nu amplasați bateriile sau LCD-urile lângă antenă.

Fișa tehnică a producătorului trebuie să specifice întotdeauna dacă antena necesită radiație plană de împământare și, dacă da, dimensiunea planului de împământare necesară. Acest lucru poate însemna că zona decalajului ar trebui să înconjoare antena.

Aproape de alte componente PCB

Este crucial să păstrați antena departe de alte componente care ar putea interfera cu modul în care antena radiază. Un lucru de care trebuie să fii atent este bateriile; Componente metalice LCD, cum ar fi conectori USB, HDMI și Ethernet; Și componente de comutare zgomotoase sau de mare viteză legate de comutarea surselor de alimentare.

Distanța ideală dintre o antenă și o altă componentă variază în funcție de înălțimea componentei. În general, dacă o linie este trasată la un unghi de 8 grade în partea de jos a antenei, distanța de siguranță dintre componentă și antenă, dacă este sub linie.

Dacă există alte antene care funcționează la frecvențe similare în vecinătate, aceasta poate determina detonarea celor două antene, deoarece acestea afectează radiația celuilalt. Vă recomandăm ca acest lucru să fie atenuat prin izolarea a cel puțin -10 dB antene la frecvențe de până la 1 GHz și a cel puțin -20 dB antene la 20 GHz. Acest lucru se poate face lăsând mai mult spațiu între antene sau rotindu-le astfel încât să fie plasate la 90 sau 180 de grade unul de celălalt.

Proiectați linii de transmisie

Liniile de transmisie sunt cabluri RF care transmit energie RF către și de la antenă pentru a transmite semnale către radio. Liniile de transmisie trebuie să fie proiectate să fie 50, altfel pot reflecta semnale înapoi la radio și pot provoca o scădere a raportului semnal-zgomot (SNR), ceea ce poate face ca receptorii radio să nu aibă sens. Reflexia este măsurată ca raport de undă staționară de tensiune (VSWR). Un design bun de PCB va prezenta măsurători VSWR adecvate care pot fi luate la testarea antenei.

Vă recomandăm proiectarea atentă a liniilor de transmisie. În primul rând, linia de transmisie trebuie să fie dreaptă, deoarece dacă are colțuri sau coturi, poate provoca pierderi. Prin plasarea uniformă a perforațiilor pe ambele părți ale firului, pierderile de zgomot și semnal care pot afecta performanța antenei pot fi menținute la un nivel scăzut, deoarece performanța poate fi îmbunătățită prin izolarea zgomotului care se propagă de-a lungul firelor din apropiere sau a straturilor de masă.

Liniile de transmisie mai subțiri pot provoca pierderi mai mari. Componenta de potrivire RF și lățimea liniei de transmisie sunt utilizate pentru a regla antena să funcționeze la o impedanță caracteristică de 50 ω. Dimensiunea liniei de transmisie afectează performanța, iar linia de transmisie ar trebui să fie cât mai scurtă posibil pentru o performanță bună a antenei.

Cum să obțineți performanțe mai bune?

Dacă permiteți planul de împământare corect și plasați antena într-o poziție foarte bună, aveți un început bun, dar puteți face mult mai multe pentru a îmbunătăți performanța antenei. Puteți utiliza o rețea potrivită pentru a regla antena – acest lucru va compensa într-o oarecare măsură orice factori care pot afecta performanța antenei.

Componenta cheie RF este antena, care se potrivește rețelei și ieșirii sale RF. O configurație care plasează aceste componente în apropiere minimizează pierderea semnalului. În mod similar, dacă designul dvs. include o rețea potrivită, antena va funcționa foarte bine dacă lungimea cablajului său se potrivește cu cea specificată în specificațiile produsului producătorului.

Carcasa din jurul PCB poate varia, de asemenea. Semnalele antenei nu pot circula prin metal, astfel încât plasarea unei antene într-o carcasă metalică sau carcasă cu proprietăți metalice nu va avea succes.

De asemenea, fiți atenți atunci când așezați antenele lângă suprafețe din plastic, deoarece acest lucru poate provoca daune semnificative performanțelor antenei. Unele materiale plastice (de exemplu, nailonul umplut cu fibră de sticlă) au pierderi și se pot descompune în semnalul RF al ANTENEI. Plasticul are o constantă dielectrică mai mare decât aerul, ceea ce poate afecta grav semnalul. Aceasta înseamnă că antena va înregistra o constantă dielectrică mai mare, mărind lungimea electrică a antenei și reducând frecvența radiației antenei.