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PCB走线天线与芯片天线设计注意事项有哪些?

[点击量:2218][来源:创选宝防静电专家(www.esdcxb.com)]

2021-03-30

高速设计需要高效的射频链,特别是在信号吸收明显的城市环境中。天线是射频链中最重要的部件之一。它有助于保持无线连接。

当主要目标是保持系统成本较低时,首选印刷电路板(PCB)跟踪天线。它们的成本很低,因为PCB轨迹就像天线一样。跟踪天线通常需要较大的板空间,特别是在低频时。为了在不占用太多板空间的情况下获得更好的效率和性能,芯片天线是首选,但由于这些天线需要额外的支持组件,因此成本较高。本文中,贤集网小编整理了在使用这些类型的天线时需要牢记的重要设计考虑事项。
PCB跟踪天线
PCB跟踪天线的设计、实现和调试是一个复杂的过程。天线的大小取决于目标带宽频率。使用这些天线有一些优点。它们成本低,性能良好。这些天线在制造过程中嵌入到PCB中。当频率大于900mhz时,天线尺寸较小。对于低频,需要增加天线尺寸,以保持信号的完整性到共振频率。
跟踪天线也有一些缺点,在某些情况下不适合使用。它们在低频下的设计很复杂,而且它们占用更多的空间,这反过来又增加了设计的总体成本。它们的性能受到附近部件的影响,因为它们非常容易受到环境干扰。由于它们被嵌入到PCB中,天线设计上的微小变化意味着PCB将需要重新设计并再次制造。
芯片天线
由于芯片天线体积小,非常适合用于手机和Wi-Fi路由器等小型产品。它们可以集成到PCB上。它们发射和接收电磁波的工作原理与其他标准天线相似。主要的区别是它们的小尺寸,这使得它们适合在小工具中使用。
芯片天线除了体积小之外,还有其他优点。它们还提供多种配置,需要较少的模拟,对环境干扰不太敏感,而且更容易调整。然而,它们的初始成本较高。
使用芯片天线时主要考虑PCB尺寸和布局、地面空间尺寸、射频屏蔽和匹配电路。这些因素直接影响芯片天线的性能。
设计注意事项
以下是一些重要的设计注意事项,当使用这些天线。
·天线类型
了解市场上可用的标准天线类型以及它们在不同场景下如何工作是很重要的。这一信息有助于选择正确的天线,以最佳的效率,尺寸和价格标签。
·电路板建设
在电路板的建设过程中,重要的是要考虑到所有天线应该包括周围没有铜痕迹或地面填充的自由空间。在芯片天线的情况下,遵循数据表也很重要。影响天线性能的其他因素包括使用的衬底材料、介电常数和厚度。
·地平面
跟踪天线和芯片天线的性能取决于接地面。地平面的尺寸和形状会影响性能。决定接地面大小和形状的最佳方法是在决定时考虑工作频带的最低频率。
·匹配网络
由于天线匹配不佳,网络的整体性能可能会下降,这可能会增加功耗,减少距离和破坏通信。然而,匹配网络是一种用于发射机和天线之间的设备,它通过匹配阻抗来提高功率传输。
·周边环境
设计者必须了解天线放置的周围环境。最好避免在天线附近放置任何金属组件,因为天线的调谐和辐射模式会受到附近金属组件的影响。设计师也应该避免使用金属外壳,因为它们也会影响性能。
·永远不要复制现有的设计
设计者不应该将现有的天线设计从一个应用程序复制到另一个应用程序。这是因为调谐和辐射模式会根据周围的成分而改变。因此,适用于一个应用程序的设计很可能不适用于另一个应用程序。随着周围部件的变化,调整和辐射模式需要重新调整。天线的长度和地平面的尺寸也需要重新调整。因此,如果将预先存在的设计用于新应用程序,则可能会影响性能。
结论
随着世界向着无线产品的方向发展,天线设计已经成为最重要的问题之一。在不影响天线性能的情况下,保持电路板的整体尺寸较小是一个挑战。天线设计应考虑在开发的早期阶段,以避免后期设计的改变造成的意外延误。

 

 

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