通过栅栏降低芯片天线的噪音?

电器工程 电路板 噪音 天线 电磁兼容
2022-01-16 02:41:05

我正在制作一个 4 层的 PCB,它有一个 wifi 模块和一个芯片天线,天线放在 PCB 的一角,下面的铜被移除,我看到在分线板上使用了通孔栅栏相同的模块,但参考设计并没有说太多,所以我想知道它们是如何工作的?我需要多少通孔?它们的位置、大小和它们之间的空间?

这是分线板 在此处输入图像描述

这是我目前的设计 在此处输入图像描述

编辑:这是模块的参考设计 在此处输入图像描述

编辑:

除了答案中的参考资料外,我还发现一篇论文提到了射频设计中的围墙,并对不同的布局进行了一些评估,高密度射频加载板设计第 4.3 节。接地过孔屏蔽评估

此外,我计算出 2.4GHz 的通孔之间的间距约为 100 密耳。

2个回答

我能找到的关于这个主题的被引用最多的论文是PCB 设计技术,用于最低成本的 EMC 合规性第 1 部分(不是免费的)。

尽管您感兴趣的部分在电路板设计的最佳实践中被简洁地引用:

Armstrong 建议缝合不超过 λ/20,短截线长度不超过此长度。这实际上是在多层设计中将任何地面填充缝合到地平面的非常好的规则。λ 是设计的最高有效频率的波长(如果不知道,假设频率为 1 GHz),其中

f = C / λ

注意:C(光速)约为。60% 的 EM 辐射通过 FR4 电介质 PCB 传播的自由空间速度。

另一个技术说明重复了这个经验法则:

一般的经验法则是定位缝合过孔的距离不超过 λ/10,最好是 λ/20。

并给出了一些很好的理由说明为什么要通过缝合/通过栅栏使用:

在多层 PCB 上使用接地孔缝合的原因有很多。其中一些原因是:

  • 防止耦合到附近的走线和金属倾倒。
  • 防止波导信号传播,屏蔽/隔离电路块,减少 PCB 边缘的槽辐射。
  • 完成稳健的配电设计。减少有源和无源部件的串联电感。有关 PCB 中 PDN(配电网络)的更多详细信息,请参阅 [2]。
  • 信号完整性,特别是对于过渡平面的信号。
  • 热原因(本技术说明中未涵盖)。

对于您的特定应用,WirelessUSB™ LP/LPstar 收发器 PCB 布局指南更清楚地说明了原因:

顶层和底层覆铜提供不间断的返回路径。这通过连接两层的接地过孔的分布而最大化。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岛。术语“通孔缝合”描述了在电路板周围放置均匀间隔的通孔的做法。图 9 显示了接地过孔的良好分布,每个过孔都标有“+”。沿着电路板顶部边缘分布的一排更密集的过孔是应用的天线接地,并且需要最大限度地提高设备的射频性能。

通孔之间的距离最多应为谐振波长的 1/4。您只希望天线辐射,而不是电路的其余部分,即电磁辐射。用通孔和平面围绕电路,上下形成法拉第笼。

通孔越大,电气性能越好,因为电感和电阻越小。

该位置位于您的攻击性或敏感信号的周边(保持辐射进出)。

如果您使用 RF,我强烈建议您查看 FCC 法规和 EMI/EMC 合规性。政府确实监控这些事情。那里可能有大量的 RF PCB 布局书籍。