Antenler çevrelerine duyarlıdır. Bu nedenle, üzerinde bir anten olduğunda PCB, tasarım düzeni, cihazın kablosuz performansını büyük ölçüde etkileyebileceğinden, anten gereksinimlerini dikkate almalıdır. Antenleri yeni tasarımlara entegre ederken çok dikkatli olunmalıdır. PCB’nin malzemesi, katman sayısı ve kalınlığı bile antenin performansını etkileyebilir.

Performansı artırmak için anteni konumlandırın

Antenler farklı modlarda çalışır ve bireysel antenlerin nasıl yayıldığına bağlı olarak, PCB’nin kısa kenarı, uzun kenarı veya köşesi boyunca belirli konumlara yerleştirilmeleri gerekebilir.

Genel olarak, PCB’nin köşesi, anteni yerleştirmek için iyi bir yerdir. Bunun nedeni, köşe pozisyonunun antenin beş uzaysal yönde boşluklara sahip olmasına izin vermesi ve anten beslemesinin altıncı yönde yer almasıdır.

Anten üreticileri, farklı konumlar için anten tasarım seçenekleri sunar, böylece ürün tasarımcıları, yerleşimlerine en uygun anteni seçebilir. Tipik olarak, üreticinin veri sayfası, takip edildiğinde çok iyi performans sağlayan bir referans tasarımı gösterir.

4G ve LTE için ürün tasarımları, MIMO sistemleri oluşturmak için tipik olarak birden fazla anten kullanır. Bu tür tasarımlarda, aynı anda birden fazla anten kullanıldığında, antenler genellikle PCB’nin farklı köşelerine yerleştirilir.

Antenin performansını etkileyebileceği için yakın alana herhangi bir bileşeni yerleştirmemek önemlidir. Bu nedenle, anten spesifikasyonu, metalik nesnelerden uzak tutulması gereken antenin yakınındaki ve etrafındaki alan olan ayrılmış alanın boyutunu belirleyecektir. Bu, PCB’deki her katman için geçerli olacaktır. Ayrıca, kartın herhangi bir katmanına bu alana herhangi bir bileşen yerleştirmeyin ve hatta vida takmayın.

Anten, yer düzlemine ışıma yapar ve yer düzlemi, antenin çalıştığı frekansla ilgilidir. Bu nedenle, seçilen antenin yer düzlemi için doğru boyut ve boşluğun sağlanması acildir.

Zemin düzlemi

Yer düzleminin boyutu, cihazla iletişim kurmak için kullanılan tüm kabloları ve cihaza güç sağlamak için kullanılan pilleri veya güç kablolarını da hesaba katmalıdır. Topraklama düzlemi doğru boyutta ise cihaza bağlı kablo ve pillerin antene daha az etki etmesini sağlayınız.

Bazı antenler topraklama düzlemi ile ilgilidir, yani PCB’nin kendisi anten akımını dengelemek için antenin topraklama parçası haline gelir ve PCB’nin alt tabakası antenin performansını etkileyebilir. Bu durumda, pilleri veya LCD’leri antenin yanına yerleştirmemek önemlidir.

Üreticinin veri sayfası her zaman antenin topraklama düzlemi radyasyonu gerektirip gerektirmediğini ve gerekiyorsa topraklama düzleminin boyutunu belirtmelidir. Bu, boşluk alanının anteni çevrelemesi gerektiği anlamına gelebilir.

Diğer PCB bileşenlerine yakın

Anteni, antenin ışıma şeklini engelleyebilecek diğer bileşenlerden uzak tutmak çok önemlidir. Dikkat edilmesi gereken bir şey pillerdir; USB, HDMI ve Ethernet konektörleri gibi LCD metal bileşenler; Ve anahtarlama güç kaynaklarıyla ilgili gürültülü veya yüksek hızlı anahtarlama bileşenleri.

Bir anten ile başka bir bileşen arasındaki ideal mesafe, bileşenin yüksekliğine göre değişir. Genel olarak, antenin altına 8 derecelik bir açıyla bir çizgi çizilirse, bileşen ile anten arasındaki güvenli mesafe, çizginin altındaysa.

Yakın çevrede benzer frekanslarda çalışan başka antenler varsa, birbirlerinin ışımasını etkileyeceğinden iki antenin detune olmasına neden olabilir. 10 GHz’e kadar frekanslarda en az -1 dB antenler ve 20 GHz’de en az -20 dB antenler izole edilerek bunun hafifletilmesini öneriyoruz. Bu, antenler arasında daha fazla boşluk bırakarak veya birbirlerinden 90 veya 180 derece ayrı olacak şekilde döndürülerek yapılabilir.

Tasarım iletim hatları

İletim hatları, sinyalleri radyoya iletmek için RF enerjisini antene ve antenden ileten rf kablolarıdır. İletim hatlarının 50 olacak şekilde tasarlanması gerekir, aksi takdirde sinyalleri radyoya geri yansıtabilir ve sinyal-gürültü oranında (SNR) bir düşüşe neden olabilir ve bu da radyo alıcılarını anlamsız hale getirebilir. Yansıma, gerilim duran dalga oranı (VSWR) olarak ölçülür. İyi bir PCB tasarımı, anteni test ederken alınabilecek uygun VSWR ölçümlerini sergileyecektir.

İletim hatlarının dikkatli bir şekilde tasarlanmasını öneriyoruz. Öncelikle iletim hattı düz olmalıdır, çünkü eğer köşeleri veya kıvrımları varsa kayıplara neden olabilir. Telin her iki tarafına eşit aralıklarla delikler yerleştirilerek, anten performansını etkileyebilecek gürültü ve sinyal kayıpları düşük bir seviyede tutulabilir, çünkü yakındaki teller veya zemin katmanları boyunca yayılan gürültü yalıtılarak performans artırılabilir.

Daha ince iletim hatları daha büyük kayıplara neden olabilir. RF eşleştirme bileşeni ve iletim hattının genişliği, anteni 50 ω’lik bir karakteristik empedansta çalışacak şekilde ayarlamak için kullanılır. İletim hattının boyutu performansı etkiler ve iyi bir anten performansı için iletim hattı mümkün olduğunca kısa olmalıdır.

Daha iyi performans nasıl elde edilir?

Doğru topraklama düzlemine izin verir ve anteni çok iyi bir konuma yerleştirirseniz, iyi bir başlangıç ​​yapmış olursunuz, ancak anten performansını iyileştirmek için yapabileceğiniz daha çok şey vardır. Anteni ayarlamak için eşleşen bir ağ kullanabilirsiniz – bu, anten performansını etkileyebilecek faktörleri bir dereceye kadar telafi edecektir.

Anahtar RF bileşeni, ağa ve RF çıkışına uyan antendir. Bu bileşenleri yakına yerleştiren bir konfigürasyon, sinyal kaybını en aza indirir. Benzer şekilde, tasarımınız eşleşen bir ağ içeriyorsa, kablo uzunluğu üreticinin ürün özelliklerinde belirtilenle eşleşiyorsa anten çok iyi performans gösterecektir.

PCB’nin etrafındaki muhafaza da değişebilir. Anten sinyalleri metalden geçemez, bu nedenle metal bir muhafazaya veya metal özelliklere sahip bir muhafazaya bir anten yerleştirmek başarılı olmaz.

Ayrıca, anten performansına önemli zarar verebileceğinden, antenleri plastik yüzeylerin yakınına yerleştirirken dikkatli olun. Bazı plastikler (örneğin, fiberglas dolgulu naylon) kayıptır ve ANTENNA’nın RF sinyaline dönüşebilir. Plastiğin havadan daha yüksek bir dielektrik sabiti vardır ve bu da sinyali ciddi şekilde etkileyebilir. Bu, antenin daha yüksek bir dielektrik sabiti kaydedeceği, antenin elektriksel uzunluğunu artıracağı ve anten radyasyonunun frekansını azaltacağı anlamına gelir.