Công nghệ PCB - Hướng dẫn thiết kế và ứng dụng ăng ten PCB nội bộ

Ăng-ten PCB bên trong, còn được gọi là ăng-ten bảng mạch in, là một dạng ăng-ten in ăng-ten trực tiếp trên PCB (bảng mạch in). Loại ăng-ten này đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong các thiết bị truyền thông không dây hiện đại, đặc biệt là trong các thiết bị di động, thiết bị IoT và mạng cảm biến không dây, được sử dụng rộng rãi do kích thước nhỏ gọn, nhẹ và chi phí thấp.

Nguyên tắc thiết kế PCB nội bộ

Nguyên tắc thiết kế của bảng mạch in như ăng ten chủ yếu bao gồm các điểm sau:

1. Chọn bảng mạch phù hợp: Bảng mạch thường được sử dụng cho bảng mạch in chủ yếu là FR-4, PTFE, v.v. Các bảng mạch khác nhau có tính chất điện môi khác nhau, cần phải chọn bảng mạch phù hợp theo băng tần.

2. Độ dày tấm nhỏ hơn: Khi bảng dòng in được sử dụng làm ăng-ten, độ dày tấm nên được giảm càng nhiều càng tốt để làm cho trở kháng ăng-ten phù hợp hơn.

3. bố trí ăng-ten hợp lý: bố trí ăng-ten PCB cần thiết kế tối ưu hóa bằng mô phỏng điện từ và các công cụ khác theo các yếu tố như loại ăng-ten và băng tần.

Phạm vi áp dụng

Bảng mạch in như ăng-ten đã được sử dụng rộng rãi trong truyền thông không dây, nhà thông minh, mạng ô tô và các lĩnh vực khác. Ví dụ, trong đồng hồ thông minh, bảng mạch in có thể được sử dụng làm ăng-ten Wi-Fi và Bluetooth để cho phép kết nối mạng không dây tốc độ cao và thiết bị. Trong lĩnh vực ô tô, ăng-ten bảng mạch in có thể được nhúng vào cơ thể để nhận ra vị trí, điều hướng và các chức năng khác.

Bảng mạch Antenna hàn Ghi chú: Làm thế nào để hàn đúng ăng ten bảng mạch

Chuẩn bị dụng cụ hàn

Trước khi thực hiện hàn ăng-ten bảng mạch, bạn cần chuẩn bị các công cụ sau:

1. Dây hàn: Sử dụng dây hàn có đường kính 0,6mm.

2. dán hàn: áp dụng dán hàn không chì để đảm bảo chất lượng hàn.

3. Dao cạo cao hàn: Dùng để cạo một lượng vừa phải cao hàn không chì.

4. Bút hàn điểm: được sử dụng để hàn các bộ phận nhỏ.

Vị trí hàn

Trong quá trình hàn ăng-ten, vị trí của các mối hàn là rất quan trọng và các vị trí khác nhau của mối hàn sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của ăng-ten. Nói chung, các mối hàn phải được cố định trên tấm nơi đặt ăng-ten và vị trí phải chính xác, phù hợp và không nên di chuyển.

Phương pháp hàn

Có hai phương pháp hàn cho ăng-ten bảng mạch, hàn bằng tay và hàn bảng sưởi, đây là mô tả chi tiết về cả hai loại hàn:

1. Hàn tay

Quá trình hàn bằng tay tương đối đơn giản và không đòi hỏi nhiều công cụ. Trước khi hàn bằng tay, bạn cần đặt vị trí của các mối hàn để giữ ăng-ten trên tấm và giảm chuyển động. Đường kính của dây hàn nên được chọn 0,6mm và dán hàn nên không có chì để đảm bảo chất lượng hàn. Dây được làm nóng trước trên các điểm hàn, sau đó sử dụng máy cạo dán để cạo đúng lượng dán và phân phối đều trên các điểm hàn. Trong khi các dây được triển khai trên các mối hàn, các mối hàn được làm nóng bằng bút hàn điểm cho đến khi chúng tan chảy và nhiệt được truyền qua dây đến các mối hàn, hoàn thành việc kết nối các mối hàn ăng-ten.

2. Hàn trạm sưởi ấm

Quá trình hàn pad sưởi ấm đòi hỏi phải sử dụng các công cụ như pad sưởi ấm, phù hợp hơn để hàn bảng mạch phức tạp so với hàn bằng tay. Trước khi bàn sưởi được hàn, ăng-ten cần được đặt trên bàn sưởi, đặt vị trí của các mối hàn. Nhiệt độ của bàn sưởi ấm nên được kiểm soát ở khoảng 200 độ, sử dụng máy cạo dán không chì để phân phối lượng dán thích hợp trên các điểm hàn. Làm nóng trước dây hàn trên điểm hàn, sau đó làm nóng nó bằng nhiệt độ của bàn sưởi ấm cho đến khi dây tan chảy và nhiệt được chuyển đến điểm hàn, hoàn thành việc hàn ăng ten.

Kết nối ăng ten bảng mạch

Kết nối ăng ten vi điều khiển

Có hai cách chính để kết nối ăng ten chip đơn: hàn trực tiếp và kết nối chip chuyển đổi tần số vô tuyến. Hàn trực tiếp có thể đơn giản hóa đường dây và giảm độ khó của việc gỡ lỗi tiếp theo của các yếu tố, nhưng yêu cầu cao hơn đối với ăng-ten; Cần nhiều yếu tố hơn để kết nối chip chuyển mạch RF, nhưng nó có thể phù hợp hơn với ăng-ten và cải thiện hiệu suất của ăng-ten.

Chú ý:

1. Ăng-ten phải đáp ứng tần số làm việc, phù hợp với trở kháng tốt.

2. Khi hàn trực tiếp, chiều dài ăng-ten phải được đo chính xác mà không có bất kỳ lỗi nào.

3. Khi kết nối chip chuyển mạch RF, bạn nên chọn chip chuyển mạch để đảm bảo nó phù hợp với dải tần số của ăng ten và chip.

Phương pháp gỡ lỗi:

1. Khi hàn trực tiếp, đỉnh tín hiệu và tần số có thể được quan sát bằng máy hiện sóng để xem nó có phù hợp với yêu cầu hay không.

2. Khi kết nối chip chuyển đổi tần số vô tuyến, gỡ lỗi mạng phù hợp để đảm bảo ăng-ten và chip phù hợp tốt.

Kết nối ăng ten LoRa

Ăng-ten LoRa được kết nối theo ba cách: ăng-ten nhúng PCB, ăng-ten bộ chuyển đổi và ăng-ten vá bên ngoài. Ăng ten nhúng PCB chiếm ít không gian và thích hợp cho những dịp có không gian hạn chế; Ăng ten bộ điều hợp có thể cải thiện hiệu quả ăng ten; Ăng ten vá bên ngoài dễ dàng thay thế, nhưng cần chiếm thêm không gian.

Chú ý:

1. Ăng ten phải phù hợp với tần số làm việc và có kết hợp trở kháng tốt.

2. Chiều dài của ăng-ten phải được đo chính xác mà không có bất kỳ lỗi nào.

3. Ăng ten vá bên ngoài nên được phép rời khỏi nguồn gây nhiễu.

Phương pháp gỡ lỗi:

1. Ăng ten nhúng PCB, có thể quan sát đỉnh và tần số của tín hiệu bằng máy hiện sóng, đáp ứng yêu cầu.

2. Khi bộ chuyển đổi ăng-ten, các thông số bộ chuyển đổi có thể được điều chỉnh để cải thiện hiệu quả ăng-ten.

3. Khi gắn ăng-ten bên ngoài, bạn có thể cố gắng điều chỉnh vị trí của ăng-ten và khoảng cách từ nguồn gây nhiễu để xem liệu chất lượng tín hiệu có thay đổi hay không.

Ăng-ten pcb bên trong, như là một thành phần pcb quan trọng của công nghệ truyền thông không dây hiện đại, dần dần trở thành sự lựa chọn chính của ngành công nghiệp với hiệu suất tuyệt vời và triển vọng ứng dụng rộng lớn. Khi công nghệ tiếp tục phát triển và đổi mới, chúng tôi có lý do để tin rằng nó sẽ cho thấy hiệu suất vượt trội hơn trong tương lai của truyền thông không dây.