Beim Entwurf einer Leiterplatte wird normalerweise vermieden, Komponenten und Leiterbahnen am Rand der Platine zu platzieren, da sich das elektromagnetische Feld am Rand ändert, was zu Störungen und Rauschen führen kann. Wir haben jedoch festgestellt, dass die meisten HF-Antennen am Rand der Platine platziert werden müssen. Dies spiegelt einen grundlegenden Unterschied zwischen HF-Antennen und anderen Schaltungskomponenten wider. In diesem Artikel besprechen wir diese Unterschiede und erklären, warum die HF-Antenne am Rand der Platine platziert werden muss.
Onboard-Antenne:
externe Antenne:
Zunächst müssen wir verstehen, wie HF-Schaltkreise und Antennen funktionieren. In Hochfrequenzschaltungen müssen die übertragenen Signale häufig in Form elektromagnetischer Wellen übertragen werden. Dabei geht es um Hochfrequenzsignale und deren Frequenzgang sowie darum, wie man elektromagnetische Wellen richtig leitet, um Reflexionen und Dämpfung zu vermeiden. Bei Hochfrequenzantennen müssen wir diese elektromagnetischen Wellen tatsächlich senden und empfangen, es besteht also ein grundlegender Unterschied zu gewöhnlichen Schaltungskomponenten.
Wenn wir eine Leiterplatte entwerfen, ist es normalerweise die beste Wahl, Geräte und Leiterbahnen im zentralen Bereich der Platine zu platzieren. Dies liegt daran, dass die Kanten der Platine Kanteneffekte erzeugen, bei denen es sich um Reflexionen und Streuungen elektrischer und magnetischer Felder handelt, die unerwünschte Signalstörungen und Rauschen verursachen. Darüber hinaus verursacht das elektromagnetische Feld am Rand auch Signalreflexion und -streuung, was sich auf die Leistung und Zuverlässigkeit der Schaltung auswirkt. Aus diesem Grund müssen wir vor dem PCB-Layout die Erdungsschicht und die Leistungsschicht um 20 Stunden verkleinern. (H bezieht sich auf den Abstand von der Erdungsschicht zur angrenzenden Stromschicht)
Allerdings müssen wir HF-Antennen am Rand der Platine platzieren, um ihre Leistung und Effizienz zu maximieren. Der Grund dafür ist, dass diese Antennen elektromagnetische Wellen aussenden und empfangen, mit der Außenwelt kommunizieren und diese Signale an das Zielgerät übertragen müssen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltungskomponenten benötigen HF-Antennen längere Leiterlängen, um einen bestimmten Frequenzgang zu erreichen, sowie eine bessere Strahlungs- und Empfangsleistung, um Signale in das Zielgerät zu übertragen. In diesem Fall wird die Platzierung der HF-Antenne am Rand der Platine die Abstrahlung und den Empfang elektromagnetischer Wellen besser fördern und dadurch eine bessere Leistung und Effizienz erzielen.
Wie platzieren Sie also Ihre HF-Antenne richtig, um eine optimale Leistung zu erzielen?
Zunächst müssen wir die Leistungsunterschiede und anwendbaren Szenarien zwischen verschiedenen Antennen verstehen. Entsprechend den Eigenschaften verschiedener Arten von HF-Antennen können wir Antennen in gerichtete Antennen und ungerichtete Antennen einteilen. Richtantennen wie Richtantennen, Lochantennen usw. müssen in eine bestimmte Richtung strahlen oder empfangen und eignen sich am besten für Anwendungen, die Kommunikation oder Ausrichtung in eine bestimmte Richtung erfordern. Ungerichtete Antennen wie Halbwellenantennen, Vollwellenlängenantennen usw. werden häufig in Anwendungen verwendet, die Kommunikation oder Ausrichtung in verschiedene Richtungen erfordern.
Zweitens müssen wir die physische Größe und Platzierung der HF-Antenne berücksichtigen. Um die Antennenleistung zu optimieren, müssen wir die physikalische Größe der Antenne an die Wellenlänge des zu übertragenden Signals anpassen. Nachdem wir die Größe der Antenne ausgewählt haben, müssen wir die beste Platzierung basierend auf der physischen Größe der Platine und den Einschränkungen des Gehäuses auswählen. Während dieses Vorgangs sollten wir vermeiden, die Antenne zu nahe an anderen Schaltungskomponenten zu platzieren und die Antenne nicht in einem Bereich zu platzieren, der Störungen verursachen könnte. Wenn Sie die Antenne so nah wie möglich am Rand der Platine halten, kann dies die effektive Länge der Antenne erhöhen und den Frequenzgang und die Strahlungseffizienz verbessern.
Schließlich müssen wir Simulationstools verwenden, um die HF-Antenne während des Designprozesses zu überprüfen und zu optimieren. In praktischen Anwendungen wird die Leistung der Antenne durch Umgebungsfaktoren und externe Störungen beeinflusst. Daher ist es notwendig, diese Faktoren zu simulieren und die Antenne während des Designprozesses zu optimieren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die HF-Antenne grundlegend von anderen Schaltungskomponenten unterscheidet und am Rand der Platine platziert werden muss, um die Strahlungs- und Empfangsleistung der Antenne zu verbessern. In der Entwurfsphase müssen wir die geeignete Antenne und Platzierungsposition entsprechend den verschiedenen Anwendungsszenarien und Antennentypen auswählen und Simulationstools zur Überprüfung und Optimierung verwenden. Darüber hinaus müssen Faktoren wie Gesamtleistung, Einstellbarkeit und elektromagnetische Verträglichkeit umfassend berücksichtigt und in die Konstruktion einbezogen werden.
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