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Cos'è un'antenna PCB?
Il PCB dell'antenna è fondamentalmente un dispositivo wireless per l'invio e la ricezione di segnali. Quasi tutti i dispositivi wireless utilizzano PCB wireless.
Come progettare l'antenna PCB?
Ci sono molti tipi di PCB di antenna. Prima di sapere come progettare un PCB antenna, dobbiamo conoscere il processo di scelta del tipo corretto di antenna. I due passaggi più importanti nella costruzione di qualsiasi dispositivo wireless sono il layout PCB dell'antenna e il layout RF. C'è una grande richiesta di antenne PCB compatte operanti nella banda di frequenza ISM. La maggior parte dei dispositivi utilizza la banda 2,4 GHz e la banda 915 GHz, e discuteremo l'intero processo basato sulla banda 2,4 GHz.
Ci sono principalmente due tipi di antenne che dominano altri tipi di antenne. Sono linee di riparazione dell'antenna F invertite. Poiché questa è una grande discussione, non possiamo coprire tutto in un articolo, quindi qui parleremo solo della serie Mender di antenne invertite.
Calcolo antenna: Il calcolo dell'antenna è un passo molto importante. Ma prima del calcolo, abbiamo impostato alcuni parametri correttamente.
Selezione del substrato e frequenza operativa
Calcolare la lunghezza e la larghezza appropriate del substrato.
Calcolare la lunghezza e la larghezza della traccia.
Consideriamo che il PCB è fatto di materiale FR4 e la sua permeabilità relativa è 4,4.
L'altezza del substrato può essere calcolata utilizzando la seguente formula:
hs = altezza del substrato,
F = frequenza in GHz,
C = velocità della luce espressa in m/s,
Σr = costante dielettrica del substrato.
La larghezza della traccia può essere determinata utilizzando i seguenti metodi:
= costante dielettrica effettiva
Σff=(Σ r+ 1/2)+(Σr-1/ 2)(1 /(â1+ 12hs /(wâ))(4)
ÎL=lunghezza fisica
La lunghezza del substrato è data da:
Ls = Lp + 6 ore
La larghezza del substrato è data dalla seguente formula:
ws = wp + 6 h (7)
La relazione tra larghezza e profondità del microtrip è determinata dalla formula seguente:
d = larghezza della traccia,
w = larghezza del substrato
A = area effettiva.
Ora, progetteremo una scheda di radiofrequenza 8285Ghz basata su ESP2.4.
Progettazione schematica: per progettare uno schema, dobbiamo prima scaricare la guida alla progettazione hardware per esp8266 da Google. Dobbiamo seguire le linee guida di progettazione. In primo luogo, dobbiamo concentrarci sulla potenza analogica e la potenza digitale di ESP Figura 1.
Layout PCB antenna a 2,4 GHz:
Qui, SJ3 e SJ4 scelgono tra antenna di tracciamento e connettore UFL. La parte dell'antenna è creata qui in modo da poter passare tra l'antenna PCB e l'antenna whip. I due induttori L2 e L3 sono messi a terra.
Parte antenna:
Passo 1 Dobbiamo posizionare tutti i connettori e le spine necessari.
Dopo di che, dobbiamo posizionare l'antenna e il connettore UFL. Poi, dobbiamo posizionare gradualmente gli interruttori per il GPIO, il microcontrollore e, naturalmente, l'intestazione di programmazione.
Ora dobbiamo instradare il PCB dell'antenna. Ma prima di instradare le cose, dobbiamo ricordare che l'impedenza della traccia deve essere di 50 ohm. Pertanto, è necessario calcolare l'impedenza della traccia, e è possibile utilizzare altri strumenti online come Mantaro per fare il calcolo. Vi mostreremo tutti i calcoli utilizzando Mantaro.
In primo luogo, dobbiamo inserire tutti i parametri necessari. Nella foto sopra, potete vedere che abbiamo inserito alcuni valori, come la larghezza della corsa 70, lo spessore della corsa 1,4, lo spessore dello strato dielettrico 39,3701 e la permittività relativa 4,5. Ora, se clicchiamo Calcola, otterremo l'esatto 50509, che è quasi uguale al valore 50 che ci aspettiamo.
Ora, poiché possiamo ottenere l'impedenza di tracciamento in base al valore desiderato, ora possiamo eseguire la routine perfettamente.
Dopo aver completato il routing, abbiamo ottenuto questa immagine. Ora, tutto quello che dobbiamo fare è inviare questo disegno alla società produttrice di PCB per applicarlo al nostro disegno, e poi dobbiamo programmarlo e testarlo.
Questa è una breve discussione su come progettare un PCB antenna.
