Odstępy / miejsca na obwody drukowane wokół anteny bezprzewodowej

14

Załóżmy, że antena PCB lub antena chipowa jest zintegrowana z konstrukcją płytki z bezprzewodowym układem scalonym, np. Modułem Zigbee lub Bluetooth.

Jakie są wytyczne dotyczące obszaru usuwania / utrzymywania na płytce drukowanej, które należy przydzielić dookoła anteny, aby zapewnić skuteczną transmisję i odbiór?

Przykład : na poniższym obrazie płytki drukowanej (pobranej z obrazów Google), złącze USB znajduje się dość blisko anteny PCB: wprowadź opis zdjęcia tutaj

Zakładam, że ponieważ projektowanie RF jest bardzo istotną dziedziną, muszą istnieć praktyczne zasady oparte na teorii i praktyce (rozumiem, że istnieje wiele czynników opartych na analizie przypadków, które odgrywają rolę, więc to pytanie jest tylko do zwiadu kilka ogólnych pomocnych sugestii).

W szczególności:

  1. Jak daleko należy zachować odstęp? Np. Czy kluczowe jest utrzymanie ponad 10 mm wolnej przestrzeni w poziomie poza każdym końcem anteny?

  2. W jakich kierunkach osiowych / kątowych prześwit jest najważniejszy? Przykładowo, zakładam, że strefa Fresnela odgrywa tutaj rolę, więc czy istnieje stożek lub pewien maksymalny kąt, pod którym prześwit jest najbardziej istotny?

  3. Które z poniższych są najbardziej istotne, aby „trzymać się z daleka” w obszarze utrzymywania?

    • duże metalowe przedmioty, takie jak piny wtykowe lub złącza USB itp.
    • mieloną miedź zalać
    • jakiekolwiek ślady miedzi
    • wszystkie powyższe?
zgryz
źródło
1
Patrzysz na moduł, prawdopodobnie zaprojektowany przez kogoś z pewnym stopniem znajomości fal radiowych, przylutowany do płyty nośnej, prawdopodobnie zaprojektowany przez inną osobę bez niego . Możliwe, że grubość stosu płytek jest wystarczająca do zweryfikowania założeń projektowych anteny, ale możliwe jest również, że ten zespół jest „zły”, ale „wystarczający” do zastosowania. To nie jest tak, że wysoki SWR przy pokazanych tutaj poziomach mocy spowoduje przegrzanie końcowego wzmacniacza - po prostu sprawi, że wzór promieniowania będzie inny niż pożądany, i być może odstraszy rzeczy wystarczająco, aby zachęcić ostrogi.
Chris Stratton

Odpowiedzi:

11

1) Jak najwięcej. Jeśli to możliwe, nic nie powinno znajdować się z boku urządzenia na tyle mm, ile to możliwe

2) Zależy to od zastosowanej anteny i jej wzoru promieniowania (gdzie znajdują się płaty). Chcesz jak najmniej ingerować w te płaty

3) Jakikolwiek metal powinien być trzymany z daleka. Ślady miedzi mogą pogorszyć sytuację, ponieważ spowodują hałas i mogą zawieść certyfikat FCC.

Rzeczywistość odpowiedzi jest następująca. Daj jak najwięcej luzów, a przede wszystkim przestrzegaj zasad producenta. Jeśli określony produkt może dać tylko 5 mm prześwitu, to jest właśnie taki. Wpłynie to na charakterystykę promieniowania, ale o ile trudno powiedzieć, chyba że zastosowane zostaną złożone symulacje lub komora bezechowa.

Jako punkt odniesienia przyjrzyj się małym transceiverom USB sprzedawanym z myszami bezprzewodowymi. Transiwer znajduje się wewnątrz właściwego złącza USB, z wystającą tylko anteną. W celach marketingowych / projektowych trzymali go bardzo krótko i zwykle uciekali, chociaż zasięg nie jest najlepszy. Ale do ich zastosowania, gdy mysz jest tylko kilka stóp dalej, jest dobra.

Zrobiłem kilka produktów z bardzo ciasnym routingiem i lokalizacją anteny. Kiedy sprawy potoczyły się bardzo źle, a wpływ metalu otaczającego antenę lub trasy spowodował spadek pakietów, rozwiązaniem było przesunięcie anteny. Zasadniczo użyj złącza U.FL lub podobnego z małym 50-omowym kablem (są one specjalnie zbudowane) i umieść antenę w innym miejscu lub przygotuj niestandardową antenę, która da ci pożądany wzorzec promieniowania.

Ostatecznie projekt zależy od wielu innych czynników. Nie zawsze otrzymujesz luksus idealnej strefy chronionej.

Gustavo Litovsky
źródło
Ale czy zatem „zasady” nie są poważnie łamane, gdy smartfon, np. IPhone, ma całkowicie aluminiowy korpus otaczający płytkę drukowaną, w tym prawdopodobnie antenę? Nawiasem mówiąc, dziękuję za różne powyższe sugestie!
boardbite