无线天线周围的PCB间隙/保留区域


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假设将PCB天线或芯片天线通过无线IC(例如Zigbee或Bluetooth模块)集成到板设计中。

为了确保有效的发送和接收,应在PCB周围分配一些有关PCB上的间隙/保留区域的准则吗?

示例:在下面的PCB图像(从Google图像中提取)中,有一个USB连接器位于PCB天线附近。 在此处输入图片说明

我认为,由于RF设计是一个非常重要的领域,因此必须同时有基于理论和实践的经验法则(我知道有很多基于案例的因素都在起作用,因此,这个问题仅是为了探讨一些通用的有用建议)。

尤其是:

  1. 间隙应保持多远?例如,从天线两端水平向外保持10毫米以上的间隙区域是否至关重要?

  2. 间隙在哪个轴向/角度方向上最重要?例如,我假设菲涅耳区在这里起作用,那么是否存在一个锥度或某个最大角度与间隙最相关的角度?

  3. 以下哪项对于“保留”在保留区域中最关键?

    • 大型金属物体,例如排针或USB连接器等。
    • 倒铜
    • 任何铜迹
    • 上述所有的?

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您正在查看一个模块,该模块可能是由具有一定RF知识的人员设计的,并且已焊接到载板上,而该模块可能是由不带的其他人设计的。板叠的厚度可能足以验证天线的设计假设,但这种组装对于应用需求而言可能“错”但“足够可行”。这不像这里看到的功率水平上的高驻波比会使最终放大器过热-它只会使辐射方向图超出期望,并可能使信号失谐足以刺激杂散。
克里斯·斯特拉顿

Answers:


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1)尽可能。如果可能的话,设备的侧面应没有任何距离,且距离应尽可能长

2)这取决于所使用的天线及其辐射方向图(波瓣所在的位置)。您希望尽可能少地干扰这些裂片

3)任何金属都应避免进入。铜走线会使情况变得更糟,因为它会引起噪音并可能无法通过FCC认证。

答案中的现实就是这样。尽可能给出最大的许可,并且大多数都遵循制造商的规定。如果某种产品只能提供5mm的间隙,那它就是它。它会影响辐射图,但是除非使用复杂的模拟或消声室,否则很难说出多少。

作为参考,请查看随无线鼠标一起出售的小型USB收发器。收发器位于实际的USB连接器内部,仅伸出天线。出于营销/设计目的,尽管范围不是最好的,但他们将其保留得很短并且通常会避免使用。但是,对于鼠标仅几英尺远的应用来说,这是很好的。

我完成了一些产品,它们的布线和天线位置都非常紧凑。当情况变得很糟并且天线周围金属或布线的影响导致数据包掉落时,解决方案是移动天线。基本上使用U.FL连接器或类似的带有50欧姆小的电缆(这些是特制的),然后将天线放在其他位置,或者制作定制的天线,以提供所需的辐射方向图。

因此,最终设计取决于许多其他因素。您不一定总能获得完美的保留区的奢华。


但是,当智能手机(例如iPhone)的PCB周围完全是铝制外壳(可能包括天线)时,这些“规则”是否就不会被严重打破?顺便说一下,感谢您的各种建议!
2013年
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