通过栅栏降低芯片天线的噪声?


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我正在研究一个具有wifi模块和芯片天线的4层PCB,该天线位于PCB的一角,下面的铜被移除了,我发现在相同的模块,但是参考设计对此没有太多说明,所以我想知道它们如何工作?我需要多少个通孔?它们的位置,大小以及它们之间的空间?

这是分线板 在此处输入图片说明

这是我目前的设计 在此处输入图片说明

编辑:这是该模块的参考设计 在此处输入图片说明

编辑:

除了答案中的参考文献外,我还发现了一篇文章,该文章提到了RF设计中的围栏,并对不同的布局进行了一些评估,即High Density RF Loadboard Design第4.3节。通过屏蔽接地

另外,我计算出2.4GHz的过孔之间的间距约为100mils。


几天前我也有同样的问题。我从理论上没有找到支持它的真正答案,但是我确实找到了很多建议。我现在似乎找不到文档,但是我想到的是过孔的间距为15 mil。
杰森

@Jason我尽可能地遵循了参考设计,它说明了天线与铜箔之间的间距,但是关于通孔却一无所知,您是否说我在这里所拥有的足够好?您能给我发送您问题的链接吗?
mux 2012年

您可以轻松地避免L1中的存根。将L3向上移动至更靠近芯片天线的位置,然后将L1左对齐轨道。一个很小的细节,但可能会产生很大的影响。
耶稣卡斯塔内'18

Answers:


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在该主题上,我被引用最多的论文是PCB设计技术,该技术可实现最低成本的EMC合规性第1部分(非免费)。

尽管您感兴趣的部分已在电路板设计最佳实践中简要引用:

阿姆斯特朗(Armstrong)建议缝线长度不超过λ/ 20,且短线长度不超过λ/ 20。实际上,这是在多层设计中将任何地面填充物缝合到地面上的一个很好的规则。λ是设计中最高有效频率的波长(如果不知道,则假定为1 GHz的频率),其中

f = C /λ

注意:C(光速)将约为。通过FR4介电PCB传播的EM辐射的自由空间速度的60%。

另一个技术说明重复了此经验法则:

通用的经验法则是将针脚通孔定位在不超过λ/ 10且最好与λ/ 20相同的位置。

并提供了一些很好的理由说明为什么要通过缝合/通过围栏使用:

在多层PCB上通过缝合使用接地有很多原因。一些原因是:

  • 防止耦合到附近的痕迹和金属倒入。
  • 防止波导信号传播,电路块的屏蔽/隔离以及减少PCB边缘的缝隙辐射。
  • 完成强大的配电设计。减少有源和无源部件的串联电感。有关PCB中的PDN(配电网络)的更多详细信息,请参见[2]。
  • 信号完整性,特别是对于转换平面的信号。
  • 散热原因(本技术说明中未涉及)。

对于您的特定应用,WirelessUSB™LP / LPstar Tranciever PCB布局指南更明确地说明了原因:

顶层和底层的铜浇注提供不间断的返回路径。通过连接两层的接地过孔的分布可以最大程度地提高这一点。4层设计的内部接地层还通过连接铜区域来提供不间断的返回路径,否则这些铜区域可能是对返回路径没有贡献的孤岛。术语“通孔缝合”描述了在电路板上均匀分布通孔的做法。图9显示了接地通孔的良好分布,每个通孔都标有“ +”。沿电路板顶部边缘分布的更密集的通孔行是所施加的天线接地,是使设备的RF性能最大化所必需的。


2

通孔之间的距离最大应为谐振波长的1/4。您只希望天线辐射,而不要辐射电路的其余部分,即电磁辐射。用上方和下方的过孔和平面围绕电路,形成法拉第笼。

通孔越大,电气上越好,因为电感和电阻都较小。

该位置围绕您的侵略性信号或敏感信号的周围(保持放射线进出)。

如果您正在使用RF,我强烈建议您仔细研究FCC法规和EMI / EMC规范。政府不会监视这些事情。那里可能有大量的RF PCB布局书籍。

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