Встроенная антенна на печатной плате 2,4G в сочетании с коаксиальным кабелем MI 1.13 представляет собой очень популярный и эффективный узел внутренней антенны, предназначенный для беспроводных устройств, которым требуется стабильное соединение в компактном встроенном форм-факторе. Эта система специально настроена для повсеместно используемого диапазона ISM 2,4 ГГц (2400–2500 МГц), что делает ее идеальной для устройств, использующих Wi-Fi (802.11 b/g/n) и Bluetooth/BLE (Bluetooth Low Energy).
Эта сборка является идеальным выбором для разработчиков продуктов, которые отдают предпочтение высокой эффективности, минимальному физическому размеру и надежной работе внутри корпуса продукта.
Подробное описание компонентов и технические характеристики
Продукт представляет собой интегрированную систему, состоящую из трех оптимизированных компонентов: антенны, кабеля и разъема.
1. Элемент патч-антенны на печатной плате
Излучающая структура антенны точно выгравирована на небольшой жесткой печатной плате (PCB). . Конструкция «Патч» относится к планарной структуре антенны, часто это вариант PIFA (планарная перевернутая F-антенна) , известный своей эффективностью в небольших помещениях.
Миниатюризация и стабильность: формат печатной платы позволяет создать структуру с высокой повторяемостью, которая менее восприимчива к изменениям окружающей среды (температура, влажность) по сравнению с простыми проволочными антеннами. Эта стабильность имеет решающее значение для стабильного качества продукции при массовом производстве..
Производительность: Патч-антенны на печатной плате разработаны для обеспечения высокой эффективности и превосходного согласования импедансов (обычно 50 Ом ), что напрямую приводит к улучшению целостности сигнала и увеличению дальности действия конечного устройства. Обычно они обеспечивают усиление от 2 до 4 дБи..
Встроенный дизайн: эта антенна спроектирована так, чтобы быть полностью интегрированной и скрытой внутри устройства, обычно прикрепляемой с помощью клейкой основы к неметаллической внутренней оболочке.
2. Коаксиальный кабель MI 1.13.
Кабель — это линия передачи сигнала, соединяющая антенну с радиомодулем устройства. «MI» часто обозначает стандарт ультраминиатюрного коаксиального кабеля конкретного производителя, функционально эквивалентный кабелю стандартного диаметра (иногда обозначаемый как ).
• Чрезвычайная тонкость и гибкость:
Кабель исключительно тонкий, что необходимо для прокладки через невероятно узкие и сложные внутренние конструкции таких устройств, как умные часы, компактные датчики и планшеты.
• Малый вес: минимальная масса кабеля является существенным преимуществом в приложениях, чувствительных к весу, таких как небольшие дроны или носимые устройства, помогая продлить срок службы батареи и максимизировать грузоподъемность.
• Стратегия управления потерями: поскольку очень тонкие кабели имеют более высокое затухание сигнала (потери) на метр, чем более толстые кабели, кабель строго используется на коротких расстояниях (обычно ниже ), чтобы гарантировать, что общие потери сигнала остаются низкими и сохраняется высокая эффективность антенны.
3. Разъем
Хотя конкретный разъем явно не указан, эти сборки, предназначенные для кабеля диаметром 1,13 мм, универсально заканчиваются сверхминиатюрным разъемом с защелкой, предназначенным для прямой интеграции на уровне платы, например, широко распространенного типа U.FL (или IPEX/MHF).
Минимальная занимаемая площадь: этот разъем занимает минимум места на основной плате устройства, что важно для максимальной плотности размещения компонентов.
Надежное соединение: механизм защелки обеспечивает надежное, виброустойчивое соединение с ответной розеткой для поверхностного монтажа на печатной плате, обеспечивая высокую механическую и электрическую целостность портативных и прочных устройств.
Общие среды приложений
Сочетание небольшого размера, высокой эффективности и надежности делает этот антенный блок оптимальным выбором для внедрения возможностей подключения Wi-Fi и Bluetooth в устройства с ограниченными возможностями.
Носимая электроника: необходима для таких устройств, как умные часы, фитнес-трекеры и умные кольца , где антенна должна размещаться внутри или вокруг сложных конструкций, сохраняя при этом целостность сигнала.
Датчики Интернета вещей и умного дома: широко используются в небольших с батарейным питанием датчиках (движение, температура и т. д.) и интеллектуальных розетках , которым требуется связь через Wi-Fi или Bluetooth LE и которые должны иметь эстетически невидимую антенну.
Медицинские и медицинские устройства: встраиваются в портативные устройства диагностики и удаленного мониторинга пациентов, где надежная передача данных и минимальный размер являются критическими требованиями к конструкции.
Дроны и робототехника: идеально подходят для Wi-Fi или Bluetooth каналов управления и телеметрии благодаря низкому профилю антенны и минимальному весу кабеля, что имеет решающее значение для эффективности.
Принципы проектирования и интеграции
Чтобы обеспечить 2,4G для печатной платы, разработчики продуктов должны придерживаться строгих правил радиочастотной интеграции: максимальную производительность патч-антенны
Зона строгого зазора (защищенность): для антенного элемента требуется выделенный зазор размером от мм до 10 мм со всех сторон), который должен быть полностью свободен от всех проводящих материалов, включая металлические экраны, батареи, винты и пластины заземления. Нарушение этой зоны приведет к антенны расстройке , что серьезно снизит ее эффективность.
Прокладка кабеля для снижения электромагнитных помех: кабель диаметром 1,13 мм должен быть проложен вдали от известных источников электромагнитных помех (EMI) , таких как высокоскоростные линии передачи данных, схемы синхронизации и импульсные источники питания, чтобы предотвратить попадание шума на чувствительный радиочастотный сигнал.
Зависимость от заземления: характеристики патч-антенны на печатной плате по своей сути зависят от размера и качества заземления на основной плате. Для правильной работы антенны необходимо надежное и правильно определенное заземление.
Согласование импеданса: окончательный пластиковый корпус и внутренние компоненты немного повлияют на настройку антенны. Поэтому на основной плате часто требуется последний этап согласования импеданса с использованием небольших пассивных компонентов, чтобы гарантировать, что система поддерживает идеальное сопротивление 50 Ом на частоте 2,4 ГГц..
Эта патч-антенна на печатной плате 2,4G обеспечивает надежную и высокоэффективную магистраль для обеспечения бесперебойной беспроводной связи в самых компактных и инновационных электронных продуктах сегодняшнего дня.
