Múltiples radios en un PCB de nodo de sensor de dimensiones pequeñas

Estoy planeando desarrollar un nodo de sensor inalámbrico que equipe radios duales IEEE 802.15.4. Aunque la placa equipará radios duales homogéneos, ambos operarán en canales diferentes. Sin embargo, con respecto al diseño, me preocupan las posibles malas correlaciones entre las radios que se colocarán en un nodo de sensor de dimensiones relativamente pequeñas, como 4" x 2".

  1. ¿Es posible utilizar prácticamente radios duales en un tablero de dimensiones tan pequeñas?

  2. Si es posible, ¿qué cuidado especial debo darle al tablero en etapa de maquetación?

  3. Si es posible, me gustaría usar una antena de chip para ahorrar espacio en una placa. ¿Cuáles son los pros y los contras de una antena chip? ¿Puede ser una decisión adecuada? ¿Qué cuidado especial se debe tener para la selección de la antena?

Por lo general, es difícil colocar dos radios que operen en frecuencias "cercanas" juntas porque, a menos que tengan una potencia extremadamente baja y/o estén diseñadas con mucho cuidado, es probable que una que transmita sobrecargue el receptor de la otra. Las personas que podrían decírtelo con certeza serían los ingenieros de aplicaciones del fabricante.
Gracias por la respuesta. ¿Hay algún umbral cierto para la baja potencia que señaló? Además, ¿conoce alguna organización o individuo que pueda darme consejos prácticos?
Las mejores personas para ayudarlo serían los ingenieros de aplicaciones del fabricante de las radios que está considerando usar.

Respuestas (1)

Si desea utilizar dos radios, ¿ambos deben estar activos al mismo tiempo? Con esto quiero decir, ¿podría la radio A estar activa durante 30 segundos con la radio B usando los próximos 30 segundos, por ejemplo?

Aún mejor sería una sola radio capaz de operar en dos frecuencias. La mayor parte del tiempo podría estar escuchando en ambos canales simultáneamente y ocasionalmente transmitiendo en un canal u otro.

Esto simplificaría enormemente su diseño, ya que no tendría que preocuparse de que una radio interfiera con la otra.

Si realmente necesita que ambos estén activos (y tal vez transmitiendo) simultáneamente, esto es posible, pero requeriría una buena ingeniería de RF y aislamiento de las rutas de la señal. Las antenas de chip a bordo complicarán enormemente el diseño, particularmente si se requiere cobertura omnidireccional. Una idea sería usar una placa de dos lados con cada radio en su propio lado y usar una placa de múltiples capas con una de las capas interiores como un plano de tierra de cobre completo para el aislamiento.

EDITAR: en respuesta a "explicar más en detalle por qué la antena de chip generaría un diseño de hardware complicado"

Si tuviera dos radios, una a cada lado de la placa, pensaría que una antena de 1/4 o 5/8 de longitud de onda perpendicular a la(s) superficie(s) de la placa sería una buena opción con una capa interna de la placa de circuito impreso multicapa que sirve como plano de tierra para ambas antenas. Suponiendo que la placa se montó en el plano horizontal, ambas antenas tendrían un patrón omnidireccional con polarización vertical. Además, suponiendo un plano de tierra lo suficientemente grande, entonces debería haber el máximo aislamiento posible entre las radios.

Debería poder simular fácilmente tales antenas utilizando un software como NEC2 .

Gracias por la respuesta rápida. La razón de la radio dual está fuertemente relacionada con la naturaleza de las redes de sensores inalámbricos. Básicamente, el nodo sensor inalámbrico debe operarse en un canal asignado en la etapa inicial de formación de la red. Por lo tanto, me gustaría hacer que el nodo se involucre en dos redes diferentes mediante el uso de radios duales independientes para que el nodo se comunique sin problemas con ambas redes. Significa que la función entre transmisión y recepción de las radios será absolutamente independiente. Agregando a su respuesta, ¿cuál es el diseño de 'buen RF'? ¿Podría recomendar algún material para eso?
Además de mis comentarios anteriores, ¿puedo resolver el problema de tener radios duales usando un PCB típico de 4 capas que tiene alimentación y tierra como capas internas y colocando las radios en capas externas opuestas? ¿Y también podría explicar más en detalle por qué la antena de chip traería un diseño de hardware complicado con respecto a los otros tipos de antenas?
Intentar encontrar una manera para que las dos redes de sensores cooperen en el mismo canal o, alternativamente, tolerar nodos que no siempre están allí (ya que sus radios cambian de canal cada pocos segundos para participar en la otra red) les ahorraría a ambos costos de hardware. y desafío de hardware, a costa de un diseño de software/protocolo más complicado.