2.4Г ПЦБ закрпа уграђена антена у комбинацији са МИ 1.13 коаксијалним каблом је веома популарно и ефикасно решење интерне антене за модерне бежичне уређаје. Овај склоп је посебно дизајниран да обезбеди робусну повезаност за апликације које користе ИСМ опсег од 2,4 ГХз (2400-2500 МХз), што је стандардни фреквентни опсег за Ви-Фи (802.11 б/г/н) и Блуетоотх/БЛЕ комуникацију.
Овај антенски систем бирају дизајнери којима је потребно решење које балансира поуздане перформансе, високу ефикасност и минималну физичку величину за уградњу у кућиште производа.
Компонента Дубоко зарона и техничко образложење
Склоп је интегрисани систем где је свака компонента оптимизована за минијатуризацију и перформансе.
1. ПЦБ патцх антенски елемент
Зрачна структура антене је урезана на малу, чврсту штампану плочу (ПЦБ) . „Закрпа“ се често односи на планарни дизајн антене, као што је планарна инвертирана-Ф антена (ПИФА) или класична структура закрпе.
Минијатуризација и стабилност: ПЦБ формат омогућава прецизну, поновљиву структуру која је веома отпорна на варијације температуре и влажности, нудећи бољу конзистентност од једноставних жичаних антена. Ова стабилност је кључна за обезбеђивање уједначеног квалитета производа током масовне производње.
Перформансе: ПЦБ патцх антене су дизајниране за високу ефикасност и одлично усклађивање импедансе , што директно преводи у бољу јачину сигнала и домет за крајњи уређај. Обично нуде појачање од 2дБи до 4дБи.
Усмереност (подразумева се): Иако су често омнидирекционе у равни ПЦБ-а, патцх антене могу показати нешто веће појачање у одређеним правцима у поређењу са вертикално поларизованим бичастим антенама.
2. МИ 1.13 коаксијални кабл
Кабл је сигнална линија која повезује антену са радио модулом уређаја. „МИ“ често означава стандардни ултра-минијатурни коаксијални кабл одређеног произвођача, који је функционално еквивалентан обично коришћеном 1,13 мм каблу пречника (РГ1.13).
Екстремна танкост и флексибилност: Кабл од 1,13 мм је изузетно танак, што га чини лаким за усмеравање око претрпаних компоненти, кроз мале празнине и преко сложених геометрија унутар уских кућишта (нпр. паметни сатови, таблети, сензори).
Мала тежина: Минимална маса кабла је значајна предност у апликацијама осетљивим на тежину као што су мали дронови или носиви уређаји, помажући у очувању трајања батерије.
Стратегија интегритета сигнала: Пошто веома танки каблови имају веће слабљење (губитак) сигнала по метру од дебљих каблова, овај кабл се стриктно користи за кратке удаљености (обично мање од 15 цм ) да би се укупни губитак сигнала одржао на ниском нивоу и одржала укупна ефикасност антене.
3. Конектор
Иако конектор није експлицитно именован, склопови који користе кабл од 1,13 мм скоро универзално завршавају ултра-минијатурним конектором са закључавањем који је дизајниран за интеграцију на нивоу плоче, као што је тип У.ФЛ (или ИПЕКС/МХФ).
Минимални отисак: Овај конектор заузима малу површину на главној плочи уређаја, што је неопходно за компактне дизајне.
Безбедна веза: Механизам за закључавање обезбеђује поуздану везу отпорну на вибрације са одговарајућим утичницом за површинску монтажу на штампаној плочи, обезбеђујући висок механички и електрични интегритет за преносиве уређаје.
Уобичајена окружења апликација
Комбинација мале величине, високе ефикасности и робусности чини овај склоп антене оптималним избором за уградњу Ви-Фи и Блуетоотх везе у уређаје са високим степеном ограничења.
Носива електроника: кључна за уређаје као што су паметни прстенови, фитнес уређаји за праћење и паметни сатови, где антена мора да стане око или унутар сложених закривљених структура уз одржавање интегритета сигнала.
ИоТ и сензори паметне куће: У великој мери се користе у малим сензорима на батерије (температура, влажност, кретање, близина) који морају да комуницирају преко Ви-Фи или Блуетоотх ЛЕ и морају имати естетску, невидљиву антену.
Медицински и здравствени уређаји: Уграђени у преносиву дијагностику, уређаје за даљинско праћење пацијената и специјализоване медицинске сензоре где поуздан пренос података и минимална величина представљају регулаторне и дизајнерске захтеве о којима се не може преговарати.
Дронови и роботика: Идеално за Ви-Фи или Блуетоотх контролу и телеметријске везе због ниског профила антене и минималне тежине кабла, што помаже да се максимизира капацитет носивости и ефикасност батерије.
Принципи дизајна и интеграције
Постизање врхунских перформанси са уграђеном ПЦБ антеном захтева ригорозну пажњу на околно механичко и електрично окружење:
Строга слободна зона: Елемент антене мора бити постављен у области са дефинисаном зоном „задржавања“ или слободном површином, обично 5 мм до 10 мм са свих страна, која је апсолутно без метала, уземљења, ЛЦД екрана, батерија и других проводљивих материјала. Свако кршење ове зоне ће деконфигурисати антену, драстично смањујући њену ефикасност.
Правилно усмеравање: Кабл од 1,13 мм треба да се усмери даље од познатих извора електромагнетних сметњи (ЕМИ) , као што су брзи трагови података, сатови и прекидачка напајања, како би се спречило спајање шума на путању осетљивог РФ сигнала.
Утицај земаљске равни: Перформансе многих дизајна ПЦБ антена су суштински повезане са величином и квалитетом земаљске равни на главној плочи. Коначни дизајн мора да обезбеди да је уземљена равнина робусна и правилно дефинисана у односу на тачку напајања антене.
Утицај на кућиште: Завршно пластично кућиште производа (радоме) и својства његовог материјала могу мало померити подешавање антене. Коначна подешавања усклађивања импедансе на главној штампаној плочи су често потребна током фазе израде прототипа да би се компензовао овај ефекат и обезбедило најбоље подударање од 50Ω .
Овај склоп 2.4Г ПЦБ патцх антене пружа поуздану, високоефикасну кичму неопходну за пружање беспрекорног бежичног искуства у најкомпактнијим и најиновативнијим електронским производима данашњице.
