Pwyntiau allweddol yr erthygl hon.
-Mae antenâu RF yn dod mewn sawl ffurf, o antenâu gwastad wedi'u hintegreiddio i'r sglodion i antenâu copr wedi'u hargraffu'n uniongyrchol ar y PCB.
-Wrth greu gosodiad gydag un neu fwy o antena, mae'n bwysig sicrhau bod blociau cylched gwahanol y PCB yn cael eu hynysu oddi wrth ei gilydd.
-Wrth ddylunio antena RF, dylid defnyddio offer CAD, a all helpu i ddylunio strwythurau ynysig, strwythurau pontio, a hyd yn oed antenâu printiedig ar gyfer y PCB.
Heddiw, mae'n anodd dychmygu cynnyrch electroneg defnyddwyr nad yw'n cynnwys antena, a gellir cysylltu agorwyr drws garej hyd yn oed â ffôn symudol trwy Bluetooth neu WiFi. Bob tro mae antena RF newydd yn cael ei ychwanegu at osodiad PCB, mae'n creu heriau newydd i'r dylunydd RF, yn enwedig gan fod dyluniadau cyfredol unwaith eto yn canolbwyntio ar sgiliau dylunio analog. Gyda chymaint o nodweddion RF yn cael eu hychwanegu at PCBs newydd, sut y gall dylunwyr sicrhau nad yw'r signal yn y system yn cael ei lygru a bod cywirdeb y signal yn cael ei gynnal?
Gall rhai dewisiadau dylunio syml sicrhau nad yw signalau RF yn cael eu gwanhau gan gydrannau digidol cyfagos, ond byddant hefyd yn helpu i atal ymyrraeth rhwng signalau analog lluosog. Er bod llawer o agweddau dylunio RF i'w hystyried wrth ddylunio signal cymysg neu system RF lawn, mae'n debyg mai dyluniad a gosodiad antena yw'r ddau bwysicaf. Isod rydym yn dysgu am ddyluniad antena RF mewn cynllun PCB a sut i sicrhau cywirdeb signal analog.
Hanfodion Dylunio Antena RF
Wrth ddylunio antena arferol neu ddewis antena COTS ar gyfer PCB RF, mae sawl pwynt sylfaenol i'w dilyn. Mae gan bob antena RF rai nodweddion arbennig y dylid eu hystyried yn ystod y cyfnod dylunio. Mae angen i bob antena gael y cydrannau canlynol.
-Rheiddiadur dargludol arnofiol: yr uned antena a ddefnyddir i allyrru ymbelydredd.
- Awyren gyfeirio: mae'r awyren gyfeirio neu uned yr antena yn helpu i bennu cyfeiriadedd strwythur yr antena ym mhob modd antena.
-Fwydline: defnyddir llinell fwydo i gludo'r signal mewnbwn o'r elfen RF i'r uned antena pelydrol.
- Rhwydwaith paru rhwystriant: Yn nodweddiadol mae gan yr antena rwystr o tua 10 ohm ac felly mae angen ei gydweddu â rhwystriant y llinell fwydo i atal adlewyrchiadau ac i sicrhau trosglwyddiad pŵer mwyaf ar yr amledd cludwr a'r lled band a ddymunir.
Mae llawer o ddyluniadau antena safonol wedi'u hastudio'n dda. Gellir dod o hyd i lawer o ddyluniadau cyfeirio ar y Rhyngrwyd, y gellir eu copïo wedyn i'ch cynllun PCB eich hun. Gallwn hefyd ddod o hyd i lawer o fformiwlâu dylunio ar gyfer strwythurau antena safonol mewn gwerslyfrau peirianneg microdon. Yn olaf, os yw rhywun eisiau defnyddio antena COTS RF, mae yna lawer o ddyluniadau rhad ar gael ar y farchnad. Ni waeth pa antena RF rydych chi'n dewis ei ddefnyddio, mae angen ei osod yn ofalus yn y gosodiad i atal ymyrraeth rhwng gwahanol rannau'r bwrdd.
Awgrymiadau gosodiad antena RF
Ar ôl dylunio'r antena, mae angen i chi benderfynu ble ar y PCB y dylech ei osod. Gall dylunwyr RF gael rhai awgrymiadau gan ddylunwyr signal cymysg (byrddau signal cymysg yw'r rhan fwyaf o fyrddau RF mewn gwirionedd) i atal ymyrraeth rhwng yr adrannau blaen RF, pen ôl a digidol.
-Ymbelydredd effeithlon: wedi'i gynllunio i sicrhau bod yr ymbelydredd o'r uned antena yn gadael y bwrdd ac nad yw'n cael ei godi gan strwythurau eraill yn y gosodiad PCB.
-Ynysu: Unwaith eto, nid ydym am i rannau lluosog o'r cynllun PCB ymyrryd yn uniongyrchol â'i gilydd.
-Cydnawsedd Electromagnetig (EMC): Yn olaf, mae angen sicrhau nad yw'r cynllun yn derbyn signalau o ddyfeisiau eraill a all allyrru signalau mewn ystod eang o amleddau.
Yn nyluniad gwirioneddol PCB, mae'r rhan fwyaf o nodau dylunio yn cystadlu, ond mae dau bwynt allweddol i'w dilyn a fydd yn helpu i gydbwyso'r nodau dylunio hyn.
Cadwch flociau cylched ar wahân i'w gilydd yn y gosodiad PCB
Mae hwn yn bwynt dylunio PCB signal cymysg sylfaenol, ac mae hefyd yn berthnasol i gynllun yr antena RF. Mae angen gosod yr adran antena ar y bwrdd a'i wahanu oddi wrth y blociau cylched eraill. Yn gyffredinol, mae'n well gosod yr adran antena yn agos at ymyl y bwrdd ac i ffwrdd o gydrannau analog eraill. Mae hyn yn cyfyngu'r ymbelydredd cryf i un lleoliad ar y bwrdd ac yn sicrhau cyn lleied â phosibl o ymyrraeth rhwng yr adrannau.
Yr her gyda meshing yw sicrhau nad yw llwybrau dychwelyd y gwahanol adrannau yn ymyrryd â'i gilydd, a fyddai fel arall yn arwain at gyplu sŵn a crosstalk. Bydd defnyddio'r datryswr maes sydd wedi'i integreiddio yn yr offeryn dylunio PCB datblygedig yn helpu i ganfod gwyriadau yn y llwybr dychwelyd wrth greu'r cynllun. Ar gyfer dyluniadau amledd uchel, defnyddiwch strwythur awyren ddaear barhaus i sicrhau llwybr dychwelyd cyson.
Adrannau antena ynysig
Mae ffonau symudol modern a dyfeisiau rhwydweithio data cyflym yn defnyddio strwythurau ynysu creadigol sydd wedi dod yn safon aur ar gyfer technoleg ynysu RF. Yn syml iawn, arwahanrwydd yw gosod rhywfaint o gysgodi o amgylch y cydrannau sensitif RF ar y bwrdd i atal tonnau rhag ymledu rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd. Mae'r tabl isod yn disgrifio rhai o'r strwythurau y gellir eu defnyddio yn yr adran antena RF i ynysu cydrannau, llinellau bwydo ac antenâu, neu i ynysu ffynonellau sŵn allanol.
Yn nodweddiadol, gosodir strwythurau ynysu rhwng cydrannau RF i atal cyplu sŵn a chyfnewid pŵer rhyngddynt. Mae penderfynu pa strwythur ynysu i'w ddefnyddio i sicrhau cywirdeb y signal antena RF yn broblem ddylunio gymhleth sydd wedi'i hastudio'n drylwyr gan y diwydiant. Os nad ydym yn arbenigwyr mewn integreiddio eliptig, mae angen i ni ddibynnu ar ddatryswyr maes electromagnetig (EM) i benderfynu sut mae'r strwythurau hyn yn effeithio ar rwystr yr antena llinell borthiant / RF, a lefel yr ynysu y mae'r strwythurau hyn yn ei darparu.
Os defnyddir datrysiad maes EM, gellir defnyddio efelychiadau maes agos a maes pell i bennu'r ardaloedd o osodiad PCB lle mae allyriadau cryf yn digwydd. Unwaith y bydd yr ardaloedd hyn wedi'u nodi, ynghyd â'r amlderau a allyrrir, bydd yn helpu i benderfynu pa fath o strategaeth ynysu y dylid ei defnyddio. Mae'n well defnyddio'r parth amlder yn uniongyrchol (dull FDFD) yn hytrach na defnyddio'r trawsnewidiad Fourier i drosi'r canlyniadau FDTD.
Mae angen rhoi sylw ychwanegol i fanylion ar gyfer dylunio antena RF a chreu gosodiad, felly mae'n gwneud synnwyr i gymryd gofal arbennig i sicrhau ynysu a chyfanrwydd signal y dyluniad RF.
