آنتن PCB با کارایی بالا برای اتصال بی سیم قابل اعتماد

آنتن‌های PCB عنصر تابشی را در یک برد مدار چاپی ادغام می‌کنند، و آنها را به گزینه‌ای بالقوه برای محصولات الکترونیکی با طرح‌بندی برد مشخص و فضای محدود برای اجزای جداگانه آنتن تبدیل می‌کند. طراحی می تواند یکپارچه سازی اجزا را ساده کند، مشروط بر اینکه چیدمان مدار و الزامات RF به درستی در نظر گرفته شود.

کیانموراه حل های آنتن برای برنامه های بی سیم تعبیه شده ارائه می دهد. انتخاب یک طرح مناسب مستلزم در نظر گرفتن فرکانس کاری، مساحت برد موجود، سطح زمین، مواد محفظه و عملکرد RF هدف دستگاه است. این عوامل به بهترین وجه در مرحله طراحی سخت افزار ارزیابی می شوند تا تغییرات طرح بندی قابل اجتناب در طول توسعه به حداقل برسد.

ملاحظات طراحی و ادغام

یک آنتن PCB از یک الگوی رسانا استفاده می کند که در برد مدار گنجانده شده است. هندسه و مشخصات الکتریکی آن به فرکانس هدف، ابعاد موجود و ساختار مدار اطراف بستگی دارد.

برخلاف آنتنی که جدا از برد اصلی نصب شده است، این طراحی به تصمیمات چیدمان PCB نزدیک است. عنصر تابشی، نقطه تغذیه، صفحه زمین و اجزای مجاور همگی می توانند بر عملکرد نهایی تأثیر بگذارند.

هنگام ارزیابی یک آنتن برای یک پروژه جدید، موارد زیر را در نظر بگیرید:

• محدوده فرکانس:باند عملیاتی و پهنای باند مورد نیاز را با توجه به برنامه بی سیم تعریف کنید.

• چیدمان تابلو:فضای کافی را برای عنصر آنتن و فضای خالی توصیه شده آن در نظر بگیرید.

• هواپیمای زمینی:ساختار زمین تخته و تأثیر آن بر امپدانس و تشعشع را ارزیابی کنید.

• موقعیت یابی اجزا:نزدیکی باتری ها، نمایشگرها، کانکتورها، کابل ها و قطعات فلزی را در نظر بگیرید.

• تطبیق امپدانس:در طول آزمایش نمونه اولیه، فضا را برای تطبیق اجزا و تنظیم RF در نظر بگیرید.

• سازگاری محفظه:اثرات مصالح مسکن، موقعیت‌های نصب و سازه‌های داخلی را ارزیابی کنید.

آنتن باید در پیکربندی دستگاه مورد نظر ارزیابی شود، زیرا تغییرات در PCB یا محفظه می تواند بر رفتار RF تأثیر بگذارد.

برنامه های کاربردی معمولی

طرح‌های آنتن تعبیه‌شده ممکن است برای محصولات بی‌سیم مختلف مناسب باشند، زمانی که الزامات فرکانس، طرح مدار و شرایط نصب سازگار باشند.

اینترنت اشیا و دستگاه های متصل

گره‌های حسگر، تجهیزات خانه هوشمند و سایر لوازم الکترونیکی متصل ممکن است از آنتن‌های یکپارچه با برد استفاده کنند که PCB فضای کافی و مرجع زمین مناسب را فراهم کند. باند ارتباطی و محفظه نهایی باید در هنگام انتخاب در نظر گرفته شود.

محصولات وای فای و بلوتوث

لوازم جانبی بی سیم و تجهیزات الکترونیکی فشرده ممکن است از یک آنتن یکپارچه برای ارتباطات کوتاه برد استفاده کنند. عملکرد باید در برابر باند فرکانسی مورد نیاز و اهداف RF محصول نهایی بررسی شود.

ماژول های بی سیم و بردهای کنترل

ماژول های ارتباطی و سیستم های کنترل الکترونیکی ممکن است یک آنتن را مستقیماً روی برد مدار جای دهند. طراحی باید با چیدمان ماژول، محل قرارگیری اجزا و محیط عملیاتی مورد نظر مطابقت داشته باشد.

الکترونیک با فضای محدود

برای دستگاه های فشرده، منطقه آنتن موجود باید در کنار باتری ها، نمایشگرها، کانکتورها و سایر اجزا ارزیابی شود. یک محفظه کوچک به طور خودکار به این معنی نیست که یک طراحی یکپارچه عملکرد RF کافی را ارائه می دهد.

عملکرد و اعتبار RF

عملکرد آنتن به تعامل بین هندسه تابشی، صفحه زمین، ساختار تغذیه، تطبیق امپدانس و مواد اطراف بستگی دارد. یک طرح آزمایش شده بر روی یک تابلو ارزیابی ممکن است پس از نصب در محصول نهایی، رفتار متفاوتی داشته باشد.

بنابراین، اعتبارسنجی نمونه اولیه باید از یک طرح PCB معرف و در صورت امکان از محفظه مورد نظر استفاده کند. بسته به کاربرد، مهندسان ممکن است VSWR، امپدانس، بهره، پهنای باند و الگوی تابش را بر اساس معیارهای پذیرش از پیش تعریف شده ارزیابی کنند.

آزمایش RF اولیه می تواند به شناسایی محدودیت های چیدمان کمک کند قبل از اینکه اصلاح آنها در طول آماده سازی تولید گران تر شود.

اطلاعات برای پروژه های سفارشی

ارائه الزامات فنی واضح به ارزیابی امکان‌سنجی طراحی سفارشی و شناسایی زودهنگام مسائل بالقوه یکپارچه‌سازی کمک می‌کند.

برای ارزیابی اولیه، اطلاعات زیر را در صورت وجود آماده کنید:

• باند فرکانس مورد نیاز و پروتکل بی سیم

• ابعاد PCB و منطقه آنتن موجود

• اطلاعات سطح زمین و نقطه تغذیه

• مواد محفظه و موقعیت های اجزای نزدیک

• پارامترهای RF و الزامات آزمایش را هدف قرار دهید

• مقدار نمونه اولیه و حجم تخمینی تولید

اگر برد مدار هنوز در حال توسعه است، قرار دادن آنتن باید قبل از نهایی شدن طرح در نظر گرفته شود. این به تیم های سخت افزاری و RF فرصتی می دهد تا ناحیه آنتن، ساختار زمین و اجزای اطراف را هماهنگ کنند.

در جایی که PCB اصلی نمی تواند ساختار آنتن مورد نیاز را در خود جای دهد، ممکن است یک پیکربندی جایگزین ارزش ارزیابی را داشته باشد. انتخاب نهایی باید منعکس کننده محدودیت های مکانیکی دستگاه، اهداف RF و الزامات ساخت باشد.