Dati PCB - Progettazione e processo di fabbricazione della scheda PCB dell'antenna

I dispositivi wireless di antenna PCB sono stati ampiamente utilizzati nelle telecomunicazioni per ricevere e trasmettere segnali. Con l'avvento delle reti 5G, sempre più dispositivi elettronici hanno bisogno di comunicazione PCB antenna, conosciuta come Internet of Things (IoT).

L'antenna della scheda PCB si riferisce alla parte della scheda PCB utilizzata per la ricezione e la trasmissione wireless. Quando trasmette, converte la corrente ad alta frequenza del trasmettitore in onda elettromagnetica spaziale; Quando riceve, converte l'onda elettromagnetica intercettata dallo spazio in corrente ad alta frequenza e la invia al ricevitore. I suoi vantaggi sono: meno occupazione spaziale, basso costo, nessuna necessità di assemblare separatamente l'antenna, non è facile da toccare e danneggiare, ed è conveniente assemblare l'intera macchina, ma ci sono guadagni e perdite-sacrificando prestazioni. Svantaggi: il campo dell'antenna singola è difficile da raggiungere rotondezza, alta perdita di inserimento, efficienza relativamente bassa e vulnerabile alle interferenze sulla scheda madre. Il materiale della scheda PCB dell'antenna dovrebbe avere alta frequenza, e generalmente FR4 canot ha buone prestazioni. Qui elenchiamo i materiali che possono essere utilizzati per la fabbricazione di PCB per antenna: Rogers PCB, Teflon, Arlon, Taconic, Nelco, FR4, Dupont, Isola. Lo scopo finale dell'antenna è quello di irradiare segnali RF nello spazio libero. In questo momento, la progettazione dell'antenna è molto importante. Tuttavia, la progettazione dell'antenna dipende in gran parte dalle caratteristiche della piattaforma installata. Inoltre, l'antenna è molto sensibile all'ambiente circostante. In molti casi, l'antenna è un design unico per ogni piattaforma. Poiché il cliente non è chiaro sui fattori considerati nella progettazione dell'antenna, ecco alcuni suggerimenti sulla progettazione delle antenne del dispositivo portatile, che aiuteranno il cliente a progettare meglio i propri circuiti e le schede PCB e ad aumentare le possibilità di successo del progetto. Tuttavia, ogni progetto ha le sue caratteristiche, quindi ci sono ancora alcuni problemi che richiedono analisi specifiche.

Progettazione di antenna di scheda PCB: la progettazione di antenna PCB e il layout RF sono i due componenti più importanti di qualsiasi dispositivo wireless. È possibile utilizzare due prodotti RF identici, ognuno con un design e layout di antenna PCB diversi, e ottenere due distinte gamma di prestazioni RF. Qual è la differenza tra loro? Tutto dipende dalla qualità e dalle considerazioni nel processo di progettazione. Molte applicazioni elettroniche nelle bande di frequenza 2,4 GHz e 915 MHz utilizzate per scopi commerciali e di consumo richiedono antenne compatte per schede PCB per funzionare nella banda ISM. Come suggerisce il nome, l'antenna della scheda PCB è stampata direttamente sulla scheda di circuito. Una buona messa a terra RF è senza dubbio molto importante per le prestazioni wireless dei telefoni cellulari, e devono essere seguiti i seguenti principi di progettazione: cercare di rendere il terreno dell'area esterna completa e non essere rotta (la parte all'interno del coperchio non schermato), che è particolarmente importante per l'area vicino all'antenna. La corrente dell'antenna deve essere isolata dalla corrente di rumore. Se l'area di messa a terra vicino all'antenna è danneggiata per essere incompleta, un piano di terra di riempimento deve essere generato nell'area rilevante sotto di esso e cucito con un foro a terra per renderlo un terreno completo. Il cablaggio in questa zona deve garantire che la corrente dell'antenna scorra solo attraverso il piano superficiale e deve limitare la corrente di rumore a fluire nel piano di terra completo all'interno. Quando si utilizzano antenne di pre-produzione,va notato che le loro caratteristiche dipendono dal piano di terra collegato. Le specifiche indicate dal costruttore possono essere raggiunte solo quando le dimensioni e la forma del piano di messa a terra sono coerenti con la piastra di valutazione del costruttore. In altri casi, gli utenti devono misurare l'impedenza dell'antenna pre-prodotta in condizioni pratiche di applicazione e adattarla all'impedenza caratteristica richiesta.

I seguenti aspetti influenzano principalmente le prestazioni dell'antenna GPS:

1) Chip di ceramica: la qualità della polvere di ceramica e del processo di sinterizzazione influenzano direttamente le sue prestazioni. I chip in ceramica attualmente utilizzati sul mercato sono principalmente 25â25â18â18â15â12â12. Più grande è l'area del foglio di ceramica, più grande è la costante dielettrica, più alta è la frequenza di risonanza e migliore è l'effetto di accettazione. La maggior parte dei chip in ceramica sono quadrati nel design per garantire che la risonanza nella direzione XY sia fondamentalmente coerente, in modo da raggiungere l'effetto di raccolta stellare uniforme.

2) Strato d'argento: lo strato d'argento sulla superficie dell'antenna in ceramica può influenzare la frequenza risonante dell'antenna. Il punto di frequenza ideale del chip in ceramica GPS è preciso a 1575,42 MHz, ma il punto di frequenza dell'antenna è molto vulnerabile all'ambiente circostante. Soprattutto quando è montato in tutta la macchina, il punto di frequenza deve essere regolato per mantenere nuovamente 1575,42 MHz regolando la forma del rivestimento in argento. Pertanto, quando si acquista l'antenna, il produttore della macchina completa GPS deve cooperare con il produttore dell'antenna per fornire campioni completi della macchina per la prova.

3) Punto di alimentazione: l'antenna in ceramica raccoglie il segnale di risonanza attraverso il punto di alimentazione e lo invia all'estremità posteriore. A causa della corrispondenza dell'impedenza dell'antenna, il punto di alimentazione non è generalmente al centro dell'antenna, ma leggermente regolato nella direzione XY. Questo metodo di abbinamento di impedenza è semplice e non aumenta i costi. Movirsi solo nella direzione dell'asse singolo è chiamato antenna monopolarizzata, e muoversi in entrambi gli assi è chiamato antenna bipolarizzata.

4) Circuito di amplificazione: forma e area della scheda PCB che trasporta l'antenna in ceramica. Poiché il GPS ha la caratteristica di rimbalzo di touchdown, quando lo sfondo è 7cm-7cm, le prestazioni dell'antenna patch possono essere massimizzate. Anche se limitato da fattori come l'aspetto e la struttura, cercare di mantenere un'area considerevole e forma uniforme. Il guadagno del circuito amplificatore deve essere selezionato in combinazione con il guadagno LNA posteriore. Il GSC3F di SiRF richiede che il guadagno totale prima dell'ingresso del segnale non superi i 29dB, altrimenti il segnale sulla saturazione genererà auto-eccitazione sul PCB dell'antenna.