Зазор на печатной плате / зона хранения рядом с беспроводной антенной

14

Предположим, что антенна на печатной плате или микросхема интегрирована в конструкцию платы с беспроводной ИС, например, модулем Zigbee или Bluetooth.

Каковы некоторые руководящие принципы в отношении зоны очистки / хранения на печатной плате, которые следует распределять вокруг антеанны, чтобы обеспечить эффективную передачу и прием?

Пример : на следующем изображении печатной платы (взятой из изображений Google) есть разъем USB, расположенный довольно близко к антенне печатной платы: введите описание изображения здесь

Я предполагаю, что, так как RF дизайн является очень важной областью, должны быть практические правила, основанные как на теории, так и на практике (я понимаю, что существует много факторов, основанных на конкретных случаях, которые играют роль, поэтому этот вопрос только для того, чтобы исследовать для некоторых общих полезных предложений).

Особенно:

  1. Как далеко следует поддерживать разрешение? Например, важно ли поддерживать зазор более 10 мм в горизонтальном направлении от каждого конца антенны?

  2. В каких осевых / угловых направлениях зазор является наиболее важным? Например, я предполагаю, что здесь играет роль зона Френеля, так есть ли конус или определенный максимальный угол, в пределах которого зазор наиболее уместен?

  3. Что из нижеперечисленного является наиболее важным, чтобы «не пускать» в зону забывания?

    • крупные металлические предметы, такие как контакты разъема или разъемы USB и т. д.
    • медь залить
    • какие-либо медные следы вообще
    • все вышеперечисленное?
boardbite
источник
1
Вы смотрите на модуль, вероятно, разработанный кем-то со знанием радиочастот, припаянный к плате оператора, вероятно, разработанный другим человеком без . Возможно, что толщина блока плат достаточна для проверки проектных предположений антенны, но также возможно, что эта сборка «неправильная», но «достаточно работоспособная» для нужд приложения. Это не похоже на то, что высокое КСВ при уровнях мощности, которые здесь видны, приведет к перегреву конечного усилителя - он просто создаст диаграмму направленности излучения, отличную от желаемой, и, возможно, отрегулирует достаточно, чтобы стимулировать выбросы.
Крис Страттон

Ответы:

11

1) Как можно больше. Если возможно, ничто не должно быть сбоку от устройства на максимально возможное количество мм.

2) Это зависит от используемой антенны и ее диаграммы направленности (где находятся лепестки). Вы хотите как можно меньше мешать этим лепесткам

3) Любой металл должен быть закрыт. Медные следы могут ухудшить ситуацию, так как это может вызвать шум и может не пройти сертификацию FCC.

Реальность в ответах такова. Дайте как можно больше клиренса и больше всего следуйте правилам производителя. Если определенный продукт может дать только 5 мм зазора, то это то, что он есть. Это повлияет на диаграмму направленности, но насколько трудно определить, если не используются сложные моделирования или анаэхогенная камера.

Для справки рассмотрим маленькие USB-трансиверы, которые продаются с Wireless Mice. Приемопередатчик находится внутри фактического USB-разъема, с торчащей только антенной. В маркетинговых / дизайнерских целях они держали его очень коротким и, как правило, обходились без него, хотя диапазон не самый лучший. Но для их применения, где мышь находится всего в нескольких футах, это хорошо.

Я сделал несколько продуктов с очень узкой маршрутизацией и расположением антенн. Когда все стало очень плохо, и воздействие металла, окружающего антенну или маршрутизацию, приводит к падению пакетов, решением было переместить антенну. В основном используйте разъем U.FL или аналогичный с небольшим 50-омным кабелем (они специально построены) и поместите антенну в другое место, или сделайте изготовленную на заказ антенну, которая может дать вам желаемую диаграмму излучения.

Итак, в конце концов дизайн зависит от многих других факторов. Вы не всегда можете позволить себе роскошь идеальной зоны отдыха.

Густаво Литовский
источник
Но тогда не нарушаются ли «правила», когда смартфон, например, iPhone, имеет полностью алюминиевый корпус, окружающий печатную плату, включая его антенну? Спасибо за различные предложения выше, кстати!
Boardbite