无线天线周围的 PCB 间隙/禁区

电器工程 射频 pcb设计 天线 干涉
2022-01-09 00:12:53

假设 PCB 天线或芯片天线集成到带有无线 IC 的电路板设计中,例如 Zigbee 或蓝牙模块。

关于 PCB 上应在天线周围分配的间隙/保留区域有哪些指导方针,以确保有效的传输和接收?

示例:在下面的 PCB 图像(从 Google 图像中提取)中,有一个 USB 连接器位于非常靠近 PCB 天线的位置: 在此处输入图像描述

我认为由于射频设计是一个非常重要的领域,因此必须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在起作用,所以这个问题只是为了侦察一些通用的有用建议)。

特别是:

  1. 间隙应该保持多远?例如,从天线的每一端水平向外保持 10 毫米以上的净空区域是否至关重要?

  2. 哪些轴向/角度方向的间隙最重要?例如,我假设菲涅耳区在这里起作用,那么是否存在与间隙最相关的锥体或某个最大角度?

  3. 以下哪项对于在禁区“禁区”最重要?

    • 大型金属物体,例如插头引脚或 USB 连接器等。
    • 地铜浇注
    • 任何铜迹线
    • 上述所有的?
1个回答

1) 尽可能多。如果可能的话,在设备的侧面尽可能多的毫米不应该有任何东西

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波瓣

3) 任何金属都应远离。铜迹可能会使事情变得更糟,因为它会引起噪音并可能无法通过 FCC 认证。

答案中的现实是这样的。尽可能多地提供许可,最重要的是遵循制造商的规则。如果某个产品只能给出5mm的间隙,那就是它。它会影响辐射方向图,但除非使用复杂的模拟或消声室,否则很难判断多少。

作为参考,请查看与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,只有天线伸出。出于营销/设计目的,他们将其保持得很短,并且通常会侥幸成功,尽管范围不是最好的。但是,对于鼠标距离只有几英尺的应用来说,这很好。

我已经完成了一些路由和天线位置非常紧凑的产品。当事情变得非常糟糕并且天线周围的金属或路由的影响导致数据包丢失时,解决方案是移动天线。基本上使用带有小型 50 ohm 电缆(这些是专门制造的)的 U.FL 连接器或类似连接器,并将天线放置在另一个位置,或者定制天线,可以为您提供所需的辐射模式。

因此,最终设计取决于许多其他因素。您并不总是能享受到完美禁区的奢华。