Ăng-ten rất nhạy cảm với môi trường xung quanh. Do đó, khi có một ăng-ten trên PCB, bố trí thiết kế nên tính đến các yêu cầu về ăng-ten, vì điều này có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất không dây của thiết bị. Cần hết sức cẩn thận khi tích hợp ăng-ten vào các thiết kế mới. Ngay cả vật liệu, số lớp và độ dày của PCB cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của ăng-ten.

Định vị ăng-ten để cải thiện hiệu suất

Ăng-ten hoạt động ở các chế độ khác nhau và tùy thuộc vào cách từng ăng-ten phát xạ, chúng có thể cần được đặt ở các vị trí cụ thể – dọc theo cạnh ngắn, cạnh dài hoặc góc của PCB.

Nhìn chung, góc của PCB là nơi thích hợp để đặt ăng-ten. Điều này là do vị trí góc cho phép ăng-ten có khoảng trống trong năm hướng không gian và nguồn cấp dữ liệu ăng-ten nằm ở hướng thứ sáu

Các nhà sản xuất ăng-ten cung cấp các tùy chọn thiết kế ăng-ten cho các vị trí khác nhau, vì vậy các nhà thiết kế sản phẩm có thể chọn ăng-ten phù hợp nhất với bố cục của họ. Thông thường, bảng dữ liệu của nhà sản xuất cho thấy một thiết kế tham chiếu, nếu tuân theo, cung cấp hiệu suất rất tốt.

Các thiết kế sản phẩm cho 4G và LTE thường sử dụng nhiều ăng-ten để xây dựng hệ thống MIMO. Trong các thiết kế như vậy, khi nhiều ăng-ten được sử dụng cùng một lúc, các ăng-ten thường được đặt ở các góc khác nhau của PCB

Điều quan trọng là không đặt bất kỳ thành phần nào trong trường gần gần ăng-ten vì chúng có thể ảnh hưởng đến hoạt động của nó. Do đó, thông số kỹ thuật của ăng-ten sẽ quy định kích thước của khu vực dành riêng, là khu vực gần và xung quanh ăng-ten phải tránh xa các vật thể kim loại. Điều này sẽ áp dụng cho từng lớp trong PCB. Ngoài ra, không đặt bất kỳ thành phần nào hoặc thậm chí lắp vít trong khu vực này trên bất kỳ lớp nào của bảng.

Anten bức xạ đến mặt phẳng mặt đất, và mặt phẳng mặt đất liên quan đến tần số mà anten hoạt động. Do đó, việc cung cấp kích thước và không gian chính xác cho mặt đất của anten đã chọn là cấp thiết.

Máy bay mặt đất

Kích thước của mặt đất cũng phải tính đến bất kỳ dây nào được sử dụng để giao tiếp với thiết bị và pin hoặc dây nguồn được sử dụng để cấp nguồn cho thiết bị. Nếu mặt phẳng tiếp đất có kích thước phù hợp, hãy đảm bảo rằng cáp và pin kết nối với thiết bị ít ảnh hưởng đến ăng ten

Một số ăng-ten có liên quan đến mặt phẳng tiếp đất, có nghĩa là bản thân PCB trở thành phần nối đất của ăng-ten để cân bằng dòng điện ăng-ten, và lớp dưới của PCB có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của ăng-ten. Trong trường hợp này, điều quan trọng là không đặt pin hoặc LCDS gần ăng-ten.

Bảng dữ liệu của nhà sản xuất phải luôn nêu rõ liệu ăng-ten có yêu cầu bức xạ mặt đất tiếp đất hay không và nếu có, kích thước của mặt phẳng tiếp đất có yêu cầu hay không. Điều này có thể có nghĩa là khu vực khoảng cách nên bao quanh ăng-ten.

Gần các thành phần PCB khác

Điều quan trọng là phải giữ ăng-ten cách xa các thành phần khác có thể cản trở cách ăng-ten bức xạ. Một điều cần chú ý là pin; Các thành phần kim loại LCD, chẳng hạn như đầu nối USB, HDMI và Ethernet; Và các thành phần chuyển mạch ồn ào hoặc tốc độ cao liên quan đến việc chuyển đổi nguồn điện.

Khoảng cách lý tưởng giữa một ăng-ten và một thành phần khác thay đổi tùy theo chiều cao của thành phần đó. Nói chung, nếu một đường thẳng được vẽ ở Góc 8 độ so với đáy của ăng-ten, thì khoảng cách an toàn giữa thành phần và ăng-ten nếu nó nằm dưới đường thẳng.

Nếu có các ăng ten khác hoạt động ở các tần số tương tự trong vùng lân cận, nó có thể làm cho hai ăng ten bị tách sóng, vì chúng ảnh hưởng đến bức xạ của nhau. Chúng tôi khuyên bạn nên giảm thiểu điều này bằng cách cách ly các ăng-ten ít nhất -10 dB ở tần số lên đến 1 GHz và ăng-ten ít nhất -20 dB ở tần số 20 GHz. Điều này có thể được thực hiện bằng cách để lại nhiều không gian hơn giữa các ăng-ten hoặc bằng cách xoay chúng để chúng được đặt cách xa nhau 90 hoặc 180 độ.

Thiết kế đường truyền

Đường truyền là cáp rf truyền năng lượng RF đến và đi từ ăng-ten để truyền tín hiệu đến radio. Các đường truyền cần phải được thiết kế là 50, nếu không chúng có thể phản xạ tín hiệu trở lại đài và gây giảm tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR), điều này có thể làm cho máy thu vô tuyến trở nên vô nghĩa. Độ phản xạ được đo dưới dạng tỷ số sóng đứng điện áp (VSWR). Một thiết kế PCB tốt sẽ thể hiện các phép đo VSWR phù hợp có thể được thực hiện khi kiểm tra ăng-ten.

Chúng tôi khuyên bạn nên thiết kế cẩn thận các đường truyền. Đầu tiên, đường truyền phải thẳng, vì nếu nó có góc hoặc khúc cua, nó có thể gây ra tổn thất. Bằng cách đặt các lỗ thủng đồng đều trên cả hai mặt của dây, nhiễu và suy hao tín hiệu có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của ăng ten có thể được giữ ở mức thấp, vì hiệu suất có thể được cải thiện bằng cách cô lập nhiễu lan truyền dọc theo dây hoặc lớp đất gần đó.

Đường truyền mỏng hơn có thể gây ra tổn thất lớn hơn. Thành phần kết hợp RF và độ rộng của đường truyền được sử dụng để điều chỉnh ăng ten hoạt động ở trở kháng đặc tính 50 ω. Kích thước của đường truyền ảnh hưởng đến hiệu suất và đường truyền phải càng ngắn càng tốt để ăng ten hoạt động tốt.

Làm thế nào để có được hiệu suất tốt hơn?

Nếu bạn cho phép mặt phẳng tiếp đất phù hợp và đặt ăng-ten ở vị trí thuận lợi, bạn đã có một khởi đầu tốt, nhưng bạn có thể làm được nhiều điều hơn nữa để cải thiện hiệu suất của ăng-ten. Bạn có thể sử dụng một mạng phù hợp để điều chỉnh ăng-ten – điều này sẽ bù đắp ở một mức độ nào đó cho bất kỳ yếu tố nào có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của ăng-ten.

Thành phần RF quan trọng là ăng-ten, phù hợp với mạng và đầu ra RF của nó. Một cấu hình đặt các thành phần này gần nhau sẽ giảm thiểu việc mất tín hiệu. Tương tự, nếu thiết kế của bạn bao gồm một mạng phù hợp, ăng ten sẽ hoạt động rất tốt nếu chiều dài dây của nó phù hợp với quy định trong thông số kỹ thuật sản phẩm của nhà sản xuất.

Vỏ bọc xung quanh PCB cũng có thể khác nhau. Tín hiệu ăng-ten không thể truyền qua kim loại, vì vậy việc đặt ăng-ten trong vỏ kim loại hoặc vỏ có đặc tính kim loại sẽ không thành công.

Ngoài ra, hãy cẩn thận khi đặt ăng-ten gần các bề mặt nhựa, vì điều này có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho hiệu suất của ăng-ten. Một số chất dẻo (ví dụ, nylon chứa đầy sợi thủy tinh) bị hao mòn và có thể phân rã thành tín hiệu RF của ANTENNA. Nhựa có hằng số điện môi cao hơn không khí, có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tín hiệu. Điều này có nghĩa là ăng-ten sẽ ghi lại hằng số điện môi cao hơn, làm tăng chiều dài điện của ăng-ten và giảm tần số bức xạ của ăng-ten.