Helstu atriði þessarar greinar.
-RF loftnet koma í mörgum myndum, allt frá flötum loftnetum sem eru innbyggð í flísina til koparloftneta prentuð beint á PCB.
-Þegar skipulag er búið til með einu eða fleiri loftnetum er mikilvægt að tryggja að mismunandi hringrásarblokkir PCB séu einangraðir hver frá öðrum.
-Þegar RF loftnet er hannað ætti að nota CAD verkfæri, sem geta hjálpað til við að hanna einangruð mannvirki, umbreytingarmannvirki og jafnvel prentuð loftnet fyrir PCB.
Í dag er erfitt að ímynda sér rafeindavöru sem inniheldur ekki loftnet og jafnvel er hægt að tengja bílskúrshurðaopnara við farsíma í gegnum Bluetooth eða WiFi. Í hvert skipti sem nýju RF loftneti er bætt við PCB skipulag skapar það nýjar áskoranir fyrir RF hönnuðinn, sérstaklega þar sem núverandi hönnun er aftur einbeitt að hliðstæðum hönnunarhæfileikum. Þar sem svo mörgum RF eiginleikum er bætt við ný PCB, hvernig geta hönnuðir tryggt að merkið í kerfinu sé ekki skemmt og að heilleika merkja sé viðhaldið?
Einföld hönnunarval getur tryggt að RF merki veikist ekki af nálægum stafrænum íhlutum, en mun einnig hjálpa til við að koma í veg fyrir truflun á milli margra hliðrænna merkja. Þó að það séu margir RF hönnunarþættir sem þarf að hafa í huga þegar þú hannar blandað merki eða fullt RF kerfi, þá eru loftnetshönnun og skipulag líklega tveir mikilvægustu. Hér að neðan lærum við um RF loftnetshönnun í PCB skipulagi og hvernig á að tryggja samhliða merki heilleika.
Grunnatriði hönnunar RF loftnets
Þegar hannað er sérsniðið loftnet eða valið COTS loftnet fyrir RF PCB eru nokkrir grunnpunktar sem þarf að fylgja. Öll RF loftnet hafa nokkra sérstaka eiginleika sem ætti að hafa í huga á hönnunarstigi. Hvert loftnet þarf að hafa eftirfarandi íhluti.
-Fljótandi leiðandi ofn: loftnetseiningin sem notuð er til að gefa frá sér geislun.
-Viðmiðunarplan: viðmiðunarplan eða eining loftnetsins hjálpar til við að ákvarða stefnumótun loftnetsbyggingarinnar í hverri loftnetsstillingu.
-Feedline: feedline er notuð til að flytja inntaksmerkið frá RF frumeiningunni til útgeislunarloftnetseiningarinnar.
-Viðnámssamsvörunarnet: Loftnetið hefur venjulega viðnám um 10 ohm og þarf því að passa við viðnám straumlínunnar til að koma í veg fyrir endurkast og til að tryggja hámarksaflflutning á æskilegri burðartíðni og bandbreidd.
Margar staðlaðar loftnetshönnun hefur verið vel rannsökuð. Margar tilvísunarhönnun er að finna á netinu, sem síðan er hægt að afrita yfir í þitt eigið PCB útlit. Við getum líka fundið margar hönnunarformúlur fyrir staðlaðar loftnetsbyggingar í kennslubókum í örbylgjuverkfræði. Að lokum, ef maður vill nota COTS RF loftnet, þá eru margar ódýrar útfærslur í boði á markaðnum. Óháð því hvaða RF loftnet þú velur að nota, það þarf að vera vandlega komið fyrir í skipulaginu til að koma í veg fyrir truflun á milli hinna ýmsu hluta borðsins.
Ábendingar um skipulag RF loftnets
Eftir að loftnetið hefur verið hannað þarftu að ákveða hvar á PCB þú ættir að setja það. RF hönnuðir geta fengið nokkrar ábendingar frá blönduðum merki hönnuðum (flest RF töflur eru í raun blönduð merki töflur) til að koma í veg fyrir truflun á milli RF framenda, bakenda og stafrænna hluta.
- Skilvirk geislun: hannað til að tryggja að geislun frá loftnetseiningunni fari úr borðinu og sé ekki tekið upp af öðrum mannvirkjum í PCB skipulaginu.
-Einangrun: Aftur, við viljum ekki að margir hlutar PCB skipulagsins trufli beint hver annan.
-Electromagnetic Compatibility (EMC): Að lokum er nauðsynlegt að tryggja að útlitið taki ekki við merki frá öðrum tækjum sem geta gefið frá sér merki á breiðu tíðnisviði.
Í raunverulegri hönnun PCB eru flest hönnunarmarkmið að keppa, en það eru tvö lykilatriði til að fylgja sem munu hjálpa jafnvægi á þessum hönnunarmarkmiðum.
Haltu hringrásarblokkum aðskildum frá hvor öðrum í PCB skipulaginu
Þetta er grunnur blönduð merki PCB hönnunarpunktur, og það á einnig við um skipulag RF loftnetsins. Loftnetshlutann þarf að vera settur á borðið og aðskilinn frá öðrum hringrásarblokkum. Almennt séð er best að setja loftnetshlutann nálægt brún borðsins og í burtu frá öðrum hliðstæðum hlutum. Þetta takmarkar sterka geislun við einn stað á borðinu og tryggir lágmarks truflun á milli hluta.
Áskorunin við möskva er að tryggja að afturleiðir mismunandi hluta trufla ekki hver annan, sem annars myndi leiða til hávaðatengingar og þverræðna. Notkun svæðisleysis sem er samþætt í háþróaða PCB hönnunarverkfærinu mun hjálpa til við að greina frávik í afturleiðinni þegar skipulagið er búið til. Fyrir hátíðnihönnun, notaðu samfellda jarðplansbyggingu til að tryggja stöðuga afturleið.
Einangraðir loftnetshlutar
Nútíma farsímar og háhraða gagnanettæki nota skapandi einangrunarkerfi sem hafa orðið gulls ígildi fyrir RF einangrunartækni. Einangrun er einfaldlega staðsetning einhverrar hlífðar utan um RF viðkvæma íhluti á borðinu til að stöðva útbreiðslu bylgna milli sendis og móttakara. Taflan hér að neðan lýsir sumum þeirra mannvirkja sem hægt er að nota í RF loftnetshlutanum til að einangra íhluti, straumlínur og loftnet, eða til að einangra utanaðkomandi hávaðagjafa.
Einangrunarmannvirki eru venjulega sett á milli RF íhluta til að koma í veg fyrir hávaðatengingu og aflskipti á milli þeirra. Að ákvarða hvaða einangrunarbygging á að nota til að tryggja heilleika RF loftnetsmerkisins er flókið hönnunarvandamál sem hefur verið rannsakað ítarlega af iðnaðinum. Ef við erum ekki sérfræðingar í sporöskjulaga samþættingu, þurfum við að reiða okkur á rafsegulsviðsleysi (EM) til að ákvarða hvernig þessi mannvirki hafa áhrif á viðnám straumlínunnar/RF loftnetsins og hversu einangrunarstig þessi mannvirki veita.
Ef EM sviðsleysir er notaður er hægt að nota nær- og fjærsviðslíkingar til að ákvarða svæði PCB skipulagsins þar sem mikil losun á sér stað. Þegar þessi svæði hafa verið auðkennd, ásamt tíðnunum sem sendar eru út, mun það hjálpa til við að ákvarða hvaða tegund einangrunarstefnu ætti að nota. Best er að nota tíðnisviðið beint (FDFD aðferð) frekar en að nota Fourier umbreytinguna til að umbreyta FDTD niðurstöðunum.
Hönnun RF loftnets og útlitsgerð krefst aukinnar athygli að smáatriðum, svo það er skynsamlegt að gæta sérstakrar varúðar til að tryggja einangrun og merki heilleika RF hönnunarinnar.
