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Cómo elegir una antena PCB en diseño inalámbrico

Fecha de lanzamiento: 2021-12-28Fuente del autor: KinghelmVistas: 799

También está creciendo la demanda de antenas de PCB en productos de comunicación.


Las antenas son componentes clave en muchos sistemas inalámbricos y las antenas de placa de circuito impreso (PCB) se utilizan ampliamente en la industria debido a su pequeño tamaño y su facilidad de integración con otros circuitos de alta frecuencia.


El rendimiento y la consistencia de una antena de PCB están determinados en gran medida por la calidad del laminado del circuito subyacente, y su tamaño depende en gran medida de la frecuencia objetivo y la longitud de onda de la antena.


Ya sea desde sistemas de comunicación personal (PCS), aplicaciones de Internet de las cosas (IoT) hasta sistemas de seguridad y control electrónico de automóviles, no hay duda de que la demanda de aplicaciones inalámbricas en estos sistemas es muy fuerte.


Con frecuencias operativas más altas, desde la banda de 2.4 GHz para aplicaciones PCS hasta las frecuencias de ondas milimétricas (mmWave) para sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) de automóviles, se necesitan antenas en todas partes.


Aquí es donde entran en juego las antenas de PCB: los diseñadores suelen recurrir a ellas como una solución práctica para el creciente número de aplicaciones inalámbricas.


Una antena de PCB de alta frecuencia puede ser tan simple como un parche de microcinta fabricado en un lado de un circuito laminado, con la adición de un plano de tierra ligeramente más grande en el otro lado de la capa dieléctrica debajo.


Esta antena de bajo perfil es ideal para instalación en sistemas con cualquier superficie plana disponible.


Por supuesto, el patrón de radiación de la antena de un parche de microcinta tan simple será limitado.


Las antenas de PCB que utilizan parches de microcinta generalmente combinan múltiples parches en una PCB para lograr una mayor ganancia a una frecuencia operativa determinada.


El tamaño del parche depende de la longitud de onda de la frecuencia operativa objetivo, normalmente la mitad de la longitud de onda, para lograr las mejores características de antena resonante en la frecuencia objetivo.


Por supuesto, las antenas de PCB de RF/microondas pueden estar compuestas por muchas líneas de transmisión diferentes, como líneas de transmisión de guía de ondas coplanares y de línea lineal. Incluso pueden combinar múltiples líneas de transmisión diferentes en el mismo diseño de antena de PCB.


Muchos proveedores ofrecen antenas de PCB como componentes fabricados que se pueden agregar a los diseños de sistemas;


Algunos fabricantes también ofrecen servicios para construir antenas de PCB basadas en archivos de diseño de ingeniería asistida por computadora (CAE) o requisitos mecánicos personalizados.


Por ejemplo, Advanced Circuitry International (ACI) puede fabricar antenas grandes (para frecuencias más bajas) o antenas grandes y pequeñas en placas de circuitos grandes, como las de 12 × 18 pulgadas y 18 × 24 pulgadas, utilizando antenas de una sola cara, de doble cara y de múltiples caras. Configuración de antena de PCB de capa (Figura 1).



Figura 1. Algunos fabricantes ofrecen capacidades ampliadas para fabricar antenas de PCB en una variedad de materiales de circuitos de acuerdo con los requisitos precisos del cliente. (Cortesía de Advanced Circuitry International)


ACI fabrica antenas en una variedad de materiales de sustrato diferentes, incluidos los materiales de circuitos flexibles de alto rendimiento de DuPont y laminados de circuitos de RF/microondas de proveedores líderes de materiales de circuitos como Arron, Isola, Rogers y Taconics.


Las antenas de PCB suelen venir con adhesivo para simplificar la instalación en la aplicación prevista.


La selección de dichos materiales de circuito como base para una antena de PCB es fundamental para su rendimiento, especialmente cuando la antena de PCB se utiliza para frecuencias de ondas milimétricas más altas y entornos operativos más hostiles (por ejemplo, aplicaciones ADAS).


En algunos casos, las antenas de PCB se proporcionan como "componentes" con cables y conectores coaxiales adjuntos para una interconexión rápida y sencilla a las placas de circuitos internos.


Uno de los proveedores de antenas de PCB, TE ConnecTIvity, ha desarrollado una amplia gama de antenas de PCB con cables y conectores adecuados para diversas bandas de frecuencia para aplicaciones de sistemas de comunicación personal.


Específicamente, el conjunto de antena de PCB modelo 2118060-1 de TE ConnectIVity (Figura 2).


Puede proporcionar una frecuencia operativa de aproximadamente 2.4 a 2.5 GHz para Bluetooth, Wi-Fi y Red de Área Local Inalámbrica (WLAN).


La longitud del cable es de 13.78 pulgadas (350 mm), con una variedad de diferentes tipos de conectores, como conectores MCIS y MHF; La antena PCB incluye adhesivo para montaje en superficies planas.



Figura 2. Esta antena PCB se considera un componente con cables y conectores de interconexión y adhesivo para facilitar la integración e instalación en diferentes aplicaciones. El conjunto de antena (modelo 2118060-1) está diseñado para 2.4 a 2.5 GHz. (Cortesía de TE ConnectIVity)


Asimismo, la FXP07.07.0100A de Taoglas Antenna Solutions es una antena PCB flexible de bajo perfil con longitudes de cable cortas y Conector IPEXs y cinta para una fácil instalación adhesiva en superficies planas (Figura 3).


Cumple con diseños de antena que cumplen con RoHS para bandas de frecuencia de "cinco bandas", incluidos AMPS de 824 a 896 MHz, GSM de 880 a 960 MHz, DCS de 1710 a 1880 MHz, PCS de 1850 a 1990 MHz y UMTS de 1710 a 2170 MHz. .


La antena compacta de 50Ω mide 41×24 mm con polarización lineal y un patrón de radiación omnidireccional.


Figura 3. Este conjunto de antena de PCB de perfil bajo admite múltiples frecuencias, cubriendo un rango de 824 a 2170 MHz. (Cortesía de Taoglas Antenna Solutions)


Una tendencia creciente en el diseño de antenas de PCB es la cobertura multibanda para adaptarse a sistemas con rangos de frecuencia de banda ancha o múltiples aplicaciones.


Por ejemplo, la serie CW3315B0100 de antenas PCB flexibles de Pulse Electronics son antenas Wi-Fi de doble banda diseñadas para cubrir las bandas de frecuencia WLAN de 2.4 a 2.5 GHz y de 4.90 a 5.85 GHz (Figura 4).



Figura 4. Este pequeño conjunto de antena de PCB flexible está diseñado para cubrir las bandas de frecuencia WLAN de 2.4 a 2.5 GHz y de 4.90 a 5.85 GHz. (Cortesía de Pulse Electronics)


Este también es un conjunto de antena PCB con un cable de 100 mm y estándar. Conector IPEX para una fácil conexión a la aplicación.


El conjunto de antena en miniatura proporciona una eficiencia de antena superior al 50 % y está diseñado para instalación interna en productos Wi-Fi.


La cobertura de banda ancha/doble banda del CW3315B0100 es un ejemplo representativo de aplicaciones industriales y aplicaciones prácticas de dispositivos IoT y equipos de seguridad pública.


Si bien es muy fácil montar una antena de PCB tan pequeña con adhesivo, a veces puede resultar en la ausencia de cualquier tipo de plano de tierra, lo que reduce la eficiencia de la antena.


Si bien la parte inferior del laminado de una antena de PCB suele ser el plano de tierra, el plano de tierra más grande requerido para una mayor eficiencia puede aumentar el tamaño físico de la antena de PCB, lo que debe tenerse en cuenta cuando la antena se monta en la aplicación.


La "Yelmo real"La marca registrada fue registrada originalmente por Golden Navigator Company. Golden Navigation es un fabricante de venta directa de antenas GPS y antenas Beidou. Tiene una reputación muy alta en la industria de posicionamiento y navegación GPS de Beidou. Sus productos de investigación y desarrollo son ampliamente utilizado en el campo de comunicaciones inalámbricas de posicionamiento y navegación por satélite bds, etc. Los productos principales incluyen: red RJ45-RJ45, conector de interfaz de red, cable adaptador de conector RF, conector de cable coaxial, conector tipo c, interfaz hdmi tipo c, pin. encabezado, SMA, fpc, FFC Conector de antena, conector impermeable de transmisión de señal de antena, interfaz hdmi, conector usb, línea de terminal, bloque de terminales de tablero de terminales, bloque de terminales, etiqueta rfid de radiofrecuencia, antena de posicionamiento y navegación, cable de antena de antena de comunicación, pegamento Antena de palo, antena de ventosa, antena 433, antena 4G, antena de módulo GPS, etc. Ampliamente utilizado en industrias aeroespaciales, de comunicaciones, militares, de instrumentación y seguridad, médicas y otras.


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