Zaloguj się
Wszystkie
8 września 2023
782
Electronic Design
W zależności od charakterystyk promieniowania, konieczne może być umieszczenie anteny w zadanej pozycji - wzdłuż krótszej krawędzi płytki PCB, jej dłuższej krawędzi lub w narożniku. Na ogół jednak to narożnik płytki PCB jest świetnym miejscem do montażu anteny scalonej. Z łatwością wówczas zapewnia się najlepszą widoczność w 5 kierunkach (rysunek 1).
Producenci anten scalonych oferują różnorodne warianty tych anten w zależności od miejsca montażu na płytce PCB. Zapewniane są projekty referencyjne, których użycie gwarantuje dla każdego projektanta najlepszy sposób pracy anten scalonych. Jeżeli stosuje się 2-4 anteny to najlepiej dokonać ich rozmieszczenia w osobnych naróżnikach płytki PCB (rysunek 2).
Nie należy rozmieszczać podzespołów elektronicznych bezpośrednio wokół anteny, ponieważ mogą zakłócić jej działanie. Definiuje się tzw. obszar ochronny anten scalonych, w którym nie wolno lokować przywołanych podzespołów. Bez wyjątku dotyczy to każdej płytki PCB. Nawet śruby montażowe nie są w obszarze ochronnym dobrze widziane. Należy zwrócić uwagę m.in. na: złącza komunikacyjne (np. USB, HDMI i Ethernet), a także elementy dyskretne o znacznej częstotliwości pracy. Optymalna odległość pomiędzy anteną, a podzespołem elektronicznym różni się w zależności od wysokości tegoż komponentu. Taki komponent powinien znajdować się poniżej linii narysowanej pod kątem 8°, względem podstawy anteny scalonej (rysunek 3). Wtedy też podzespół elektroniczny znajduje się w bezpiecznej odległości od tej anteny.
Każda z anten scalonych promieniuje na tzw. płaszczyznę uziemienia (rysunek 4) powiązaną z częstotliwością. Należy zapewnić dogodny rozmiar i przestrzeń dla płaszczyzny, pamietając o uwzględnieniu: ścieżek i zasilania płytek PCB. Jeżeli płaszczyzna uziemienia jest należycie dobrana, wówczas wpływ na działanie anteny jest znikomy. Oczywiście antena scalona winna takiej płaszczyzny potrzebować. W takim wypadku to płytka PCB stanowi tę płaszczyznę. Jej dolne warstwy są znaczące, jeżeli chodzi o niezakłóconą prace anteny. Dokumentacje anten scalonych jednoznacznie stwierdzają czy wymagana jest płaszczyzny uziemienia. W pewnym przypadku antena może być otoczona tzw. wolną przestrzenią - nie wymagać płaszczyzny.
Inną kwestią są linie transmisyjne dla anten scalonych (rysunek 5). Każda linia transmisyjna powinna być możliwie prosta, tzn. bez zagięć i narożników, które wnoszą niepotrzebne straty sygnału. Jej grubość musi być niecienka, a długość jak najkrótsza. Na ogół linie transmisyjne charakteryzuje impedancja 50 Ω. Należy zatem zadbać o właściwe dopasowanie anteny i linii transmisyjnej. W przeciwnym razie sygnał będzie odbijany, a jego odbiory utrudnione. Wiedzą o tym doskonale m.in. posiadacze CB-radia, którzy znają pojęcie współczynnika fali stojącej - WFS. Odpowiednio zaprojektowana płytka PCB będzie sprzyjać jak najniższej wartości WFS -antena scalona będzie działać najlepiej, jeśli długość linii transmisyjnej będzie zgodna z tym, co podaje specyfikacja anteny.
Zewnętrzna obudowa płytki PCB również może mieć znaczenie. Sygnały antenowe nie mogą przemieszczać się przez metal, więc umieszczenie anteny wewnątrz metalowej obudowy, czy też w obudowie o metalicznych właściwościach nie jest dobrym pomysłem. Należy zachować ostrożność przy umieszczaniu anteny m.in. przy tworzywach sztucznych. Niektóre z nich, np. nylon z włóknem szklanym, dosyć skutecznie tłumią sygnał docierający do anteny. Zaleca się stosowanie wysokiej jakości płytek PCB o laminacie FR-4, a także nierozmieszczanie baterii i wyświetlaczy LCD w kolicy anteny. Jeżeli w pobliżu znajdują się inne anteny, i to działające na zbliżonych częstotliwościach, efektem może być rozstrojenie wszystkich anten, ponieważ, na dobrą sprawę, wpływają one wzajemnie na siebie. Zaleca się złagodzenie tego problemu m.in. przez zwiększenie odległości między antenami, czy obrócenie ich tak, żeby były umieszczone względem siebie pod kątem 90° lub 180°.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
