在为 PCB 选择天线方面需要帮助

电器工程 射频 pcb设计 天线 pcb天线
2022-01-13 11:20:44

我设计了一对使用QAM-TX2-433 / QAM-RX2-433发射器/接收器的电路。

到目前为止,所有东西都连接在无焊面包板上,只有一段用于天线的电线。

下一阶段是为这些电路设计 PCB,并找到合适的天线来扩展通信范围。正如我在过去几个小时中了解到的,天线设计是一个非常复杂的领域。我并不想深入理解这个主题,但我真的很感激一些我认为对我的理解至关重要的问题的答案,无论它可能多么模糊。

  1. 我的理解是,天线需要从射频信号到地的闭合电路才能工作。这种连接是通过 EM 辐射无线实现的。因此,如果只有一根电线悬在空中,电路就无法有效地关闭电池的接地端子,这就是为什么线天线可以传输的原因。它是否正确?

  2. 为了提高天线的效率,需要一个大于 lambda/4 的接地层。在 PCB 上,该接地层可以采用连接到接地端子的大导电区域的形状。正确的?

  3. 对于 433MHz,\$\lambda/4 = 17cm\$然而,这个长度可以通过提供一个与天线串联的电感器来缩短。螺旋天线将天线和电感器组合在一根导线中,因此对于我的项目来说,这似乎是一个非常好的选择。我在这里看这部分:PHC-M4-433

    你同意这是一个合适的天线吗?

  4. 我还找到了这个天线:ANT-433-HETH,但我不明白如何使用它。它的尺寸真的很吸引人——看起来我可以把它放在我的塑料盒里并完全隐藏起来。但为什么它有 2 个连接点?我将另一端连接到什么?

  5. 是否有任何可用的参考材料可以准确地向我解释如何在我的 PCB 上布置接地层,以及天线应该与接地层相关的位置?例如,天线是否应该在地平面上方居中?

  6. 也可以在 PCB 上制作带有长走线的天线。这条痕迹必须是 17 厘米长吗?如果我将其放入螺旋中以适合小型 PCB,会发生什么情况?在这种情况下,地平面在哪里?

我知道这些是相当广泛的问题,所以我主要是在寻找关于这个项目的一些可用选项的实用建议。

1个回答

最大的问题是:你想走多远?变送器的数据表引用了 50 米 [约 150 英尺] 的最大范围。你会使用它,还是接收器会更近?

任何振荡信号都会辐射:美国 FCC 的重点是限制来自设备的恼人 [或危险] EM 辐射量。根据范围以及发射和接收之间是否存在大块金属物体,您的里程可能会有所不同。

业余无线电爱好者或 ARRL 等团体可以深入教授天线理论和设计。对于初学者来说,一根大约 20 厘米长的简单电线可以起到“鞭状”天线的作用:远离接地的外壳,这足以让您入门。第二个相同长度的部件可以用作您的接收天线。从彼此相邻的电路开始,确保它们工作,然后将它们分开。如果他们在达到你想要的分离之前停止工作,那么 [只有那时!] 考虑深入研究天线理论......

如果您需要更多,我建议您使用 TI 的应用笔记#AN058:http ://www.ti.com/lit/an/swra161b/swra161b.pdf

并且:http ://www.picaxe.orconhosting.net.nz/yagi433.jpg