Espacio libre para PCB/área de exclusión que rodea la antena inalámbrica

Supongamos que se integra una antena de PCB o una antena de chip en un diseño de placa con un IC inalámbrico, por ejemplo, un módulo Zigbee o Bluetooth.

¿Cuáles son algunas pautas con respecto al área de autorización/mantenimiento en la PCB que se debe asignar alrededor de la antena, para garantizar una transmisión y recepción efectivas?

Ejemplo : en la siguiente imagen de una placa de circuito impreso (extraída de las imágenes de Google), hay un conector USB situado bastante cerca de la antena de la placa de circuito impreso:ingrese la descripción de la imagen aquí

Supongo que dado que el diseño de RF es un campo muy importante, debe haber reglas generales basadas tanto en la teoría como en la práctica con respecto a esto (entiendo que hay muchos factores basados ​​en casos que desempeñan un papel, por lo que esta pregunta es solo para explorar para algunas sugerencias útiles genéricas).

En particular:

  1. ¿Hasta dónde se debe mantener el espacio libre? Por ejemplo, ¿es fundamental mantener más de 10 mm de espacio libre horizontalmente desde cada extremo de la antena?

  2. ¿En qué dirección axial/angular es más importante la holgura? Por ejemplo, supongo que la Zona de Fresnel juega un papel aquí, entonces, ¿hay un cono o cierto ángulo máximo dentro del cual el espacio libre sea más pertinente?

  3. ¿Cuáles de los siguientes son más críticos para "mantenerse alejados" en el área de exclusión?

    • objetos metálicos grandes como pines de cabecera o conectores USB, etc.
    • vertido de cobre molido
    • cualquier rastro de cobre en absoluto
    • ¿Todas las anteriores?
Está viendo un módulo, probablemente diseñado por alguien con cierto grado de conocimiento de RF, soldado a una placa portadora, probablemente diseñado por otra persona sin . Es posible que el grosor de la pila de placas sea suficiente para validar las suposiciones de diseño de la antena, pero también es posible que este ensamblaje sea "incorrecto" pero "suficientemente funcional" para la necesidad de la aplicación. No es como si una SWR alta en los niveles de potencia que se ven aquí vaya a sobrecalentar el amplificador final; simplemente hará que el patrón de radiación sea diferente al deseado, y posiblemente desafine las cosas lo suficiente como para alentar los estímulos.

Respuestas (1)

1) Tanto como sea posible. Si es posible, no debe haber nada al costado del dispositivo por tantos mm como sea posible

2) Esto depende de la antena utilizada y su patrón de radiación (dónde están los lóbulos). Quieres interferir lo menos posible con estos lóbulos

3) Cualquier metal debe mantenerse fuera. Los rastros de cobre podrían empeorar las cosas, ya que causarían ruido y podrían fallar en la certificación de la FCC.

La realidad en las respuestas es esta. Deje todo el espacio libre que pueda y, sobre todo, siga las reglas del fabricante. Si un determinado producto solo puede dar 5 mm de espacio libre, entonces es lo que es. Afectará el patrón de radiación, pero es difícil saber cuánto a menos que se utilicen simulaciones complejas o una cámara anaecoica.

Como punto de referencia, mire los pequeños transceptores USB que se venden con ratones inalámbricos. El transceptor está dentro del conector USB real, y solo sobresale la antena. Para fines de marketing/diseño, lo mantuvieron muy breve y, por lo general, se salen con la suya, aunque el rango no es el mejor. Pero, para su aplicación donde el mouse está a solo unos metros de distancia, es bueno.

He hecho algunos productos con enrutamiento y ubicación de antena muy estrechos. Cuando las cosas empeoraron mucho y los efectos del metal que rodeaba la antena o el enrutamiento provocaban la caída de los paquetes, la solución era mover la antena. Básicamente, use un conector U.FL o similar con un cable pequeño de 50 ohmios (estos están especialmente construidos) y coloque la antena en otra ubicación, o haga que le fabriquen una antena personalizada que pueda brindarle el patrón de radiación que desea.

Entonces, al final el diseño depende de muchos otros factores. No siempre obtienes el lujo del área perfecta para mantenerte alejado.

Pero entonces, ¿no se rompen severamente las "reglas" cuando un teléfono inteligente, por ejemplo, un iPhone, tiene un cuerpo completamente de aluminio que rodea la PCB, incluida su antena, presumiblemente? ¡Gracias por las diversas sugerencias anteriores por cierto!
Espacio libre para PCB/área de exclusión que rodea la antena inalámbrica
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v