เสา อากาศแพทช์ภายใน PCB 2.4G จับคู่กับ สายโคแอกเซียล 1.37 เป็นโซลูชันเฉพาะที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการฝังการเชื่อมต่อไร้สายลงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ส่วนประกอบนี้ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับแอปพลิเคชันที่ทำงานภายใน ย่านความถี่ 2.4 GHz ISM (2400-2500 MHz) ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับ อุปกรณ์ Wi-Fi (802.11 b/g/n) และ อุปกรณ์ Bluetooth/BLE (Bluetooth Low Energy) ซึ่งพื้นที่เป็นข้อจำกัดที่สำคัญ
ระบบนี้มีความสมดุลระหว่างขนาดกะทัดรัดและประสิทธิภาพ RF ที่เชื่อถือได้ ซึ่งมักเลือกใช้เสาอากาศแบบลวดหรือเสาอากาศแบบชิปที่ง่ายกว่า เนื่องจากมีประสิทธิภาพและความสามารถในการทำซ้ำที่เหมาะสมที่สุด
1. องค์ประกอบเสาอากาศแพทช์ PCB
เสาอากาศนั้นเป็นโครงสร้างเสาอากาศแบบแพทช์หรือระนาบกลับหัว (PIFA) ที่สลักลงบน ชิ้นเล็กๆ โดยตรง แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) วัสดุ
การออกแบบที่กะทัดรัดและปรับแต่ง: เสาอากาศ PCB ได้รับการออกแบบมาเพื่อ การจับคู่อิมพีแดนซ์ที่แม่นยำ (โดยทั่วไปคือ 50 Ω และ มีประสิทธิภาพสูง ภายในพื้นที่ขนาดเล็ก เสาอากาศ 2 เหล่านี้ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมตามขนาดเฉพาะเพื่อให้สะท้อนอย่างเหมาะสมที่สุดที่ 2.4GHz
ประสิทธิภาพ: โดยทั่วไปให้อัตราขยายปานกลาง (มักเป็น 2 dBi ถึง 4 dBi ) และประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้และสม่ำเสมอในการผลิตจำนวนมาก ซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบที่ปรับด้วยมือซึ่งคาดการณ์ได้น้อยกว่า
การบูรณาการ: รูปแบบ PCB ที่แข็งแรงสามารถติดตั้งได้ง่ายภายในกล่องหุ้มอุปกรณ์ โดยปกติแล้วต้องใช้แผ่นรองแบบมีกาว ซึ่งต้องใช้ พื้นที่ 'กันออก' เฉพาะเจาะจง ที่ไม่มีโลหะเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูก ต้อง
2. สายโคแอกเซียล 1.37
หมายถึงสายเคเบิลบางและยืดหยุ่นที่เชื่อมต่อเสาอากาศ PCB เข้ากับโมดูลวิทยุของอุปกรณ์
เส้นผ่านศูนย์กลางและความยืดหยุ่น: สาย เคเบิล 1.37 มม. เส้นผ่านศูนย์กลาง มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและมักจะมีความทนทานทางกลไกมากกว่า เป็นทางเลือกแทน 1.13 มม . ยอดนิยม สายเคเบิล ขนาดที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยนี้บางครั้งสามารถลด การสูญเสียการแทรก (การลดทอน) ต่อเมตรได้
การกำหนดเส้นทาง: สายเคเบิลยังคงมีความยืดหยุ่นสูง ช่วยให้กำหนดเส้นทางได้ง่ายและบรรเทาความเครียดภายในโครงสร้างที่ซับซ้อนและมีพื้นที่จำกัด เช่น อุปกรณ์สวมใส่ได้ เครื่องสแกนมือถือ หรือเซ็นเซอร์อัจฉริยะ
การจัดการการสูญเสีย: เช่นเดียวกับสายโคแอกเชียลแบบบางอื่นๆ จะต้องรักษาความยาว ให้สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อลดการสูญเสียสัญญาณก่อนที่สัญญาณ RF จะไปถึงตัวรับส่งสัญญาณวิทยุ
3. ขั้วต่อ (ความเข้ากันได้ของ MHF/U.FL)
แม้ว่าประเภทตัวเชื่อมต่อเฉพาะจะไม่อยู่ในรายการ แต่ส่วนประกอบเหล่านี้เกือบจะสิ้นสุดใน ตัวเชื่อมต่อโคแอกเซียลขนาดเล็กพิเศษ จากตระกูล MHF ซึ่งส่วนใหญ่มักจะเป็น มาตรฐาน U.FL (หรือ IPEX/IPX)
การย่อขนาด: ตัวเชื่อมต่อแบบ snap-lock เหล่านี้มีขนาดเล็กและใช้พื้นที่น้อยที่สุดบนแผงวงจรหลักของอุปกรณ์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบฟอร์มแฟกเตอร์ขนาดเล็กที่ทันสมัย
การเชื่อมต่อที่ปลอดภัย: กลไก ล็อคแบบ snap-lock ให้การเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้และปลอดภัย ทนทานต่อการสั่นสะเทือนเล็กน้อย ทำให้มั่นใจได้ว่าเสาอากาศยังคงเชื่อมต่ออยู่แม้ในอุปกรณ์พกพาหรืออุปกรณ์ที่ทนทาน
สถานการณ์การใช้งานและแอปพลิเคชันทั่วไป
ประสิทธิภาพสูงและขนาดที่เล็กของเสาอากาศแพทช์ PCB ทำให้เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ให้ความสำคัญกับความสวยงามและพื้นที่ภายใน
เทคโนโลยีอุปกรณ์สวมใส่: สมาร์ทวอทช์ อุปกรณ์ติดตามฟิตเนส และแผ่นแปะทางการแพทย์เฉพาะทางอาศัยฟอร์มแฟคเตอร์นี้สำหรับการเชื่อมต่อ Bluetooth และ Wi-Fi ที่เชื่อถือได้ โดยไม่ต้องมีองค์ประกอบภายนอกที่เทอะทะ
อุปกรณ์สมาร์ทโฮม: ฝังอยู่ภายในกริ่งประตู เทอร์โมสตัท กล้องรักษาความปลอดภัยขนาดเล็ก และฮับ ซึ่งเสาอากาศภายนอกอาจส่งผลต่อความสวยงามในการออกแบบของอุปกรณ์
เครื่องสแกนทางอุตสาหกรรมและจอเทอร์มินัลมือถือ: มอบการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งที่จำเป็นสำหรับเครื่องสแกนสินค้าคงคลัง ระบบ ณ จุดขาย (POS) เคลื่อนที่ และเครื่องมือบริการภาคสนามที่ต้องใช้เสาอากาศภายใน
คอมพิวเตอร์ฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็ก: ใช้ในมินิพีซี คอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยว (SBC) และโมดูลการประมวลผลแบบกำหนดเองที่ใช้ตัวเชื่อมต่อ U.FL สำหรับพอร์ตเสาอากาศภายนอก
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการบูรณาการการออกแบบ
ประสิทธิภาพสูงสุดจากเสาอากาศ PCB ภายในขึ้นอยู่กับกลไกและการออกแบบ RF อย่างระมัดระวัง:
โซนแยกออก: เสาอากาศต้องมี พื้นที่ว่าง ที่กำหนดไว้ รอบๆ องค์ประกอบที่แผ่รังสี (ปกติคือ 5 มม. ถึง 10 มม. ซึ่งจะต้องไม่มีโลหะ ระนาบกราวด์ แบตเตอรี่ และส่วนประกอบของจอแสดงผลโดยสิ้นเชิง การวางเสาอากาศไว้ใกล้โลหะจะ ปลดเสา อากาศอย่างรุนแรง และลดประสิทธิภาพลง
การจัดการสายเคเบิล: ควรวางสาย เคเบิล 1.37 ให้ห่างจากสายดิจิทัลที่มีเสียงดัง แหล่งจ่ายไฟสลับ และบัสข้อมูลความเร็วสูง เพื่อป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ไปยังสัญญาณ RF ที่ละเอียดอ่อน
การจับคู่อิมพีแดนซ์: กล่องหุ้มอุปกรณ์ที่ประกอบขั้นสุดท้ายและส่วนประกอบภายในสามารถเปลี่ยนความถี่การทำงานของเสาอากาศได้เล็กน้อย เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด วิศวกรมักจะทำการ จับคู่อิมพีแดนซ์ ขั้นสุดท้าย โดยใช้ส่วนประกอบพาสซีฟขนาดเล็ก (คาปาซิเตอร์และตัวเหนี่ยวนำ) บน PCB หลัก เพื่อให้แน่ใจว่าระบบยังคงมี 50Ω ที่ต้องการ อิมพีแดนซ์
เสา อากาศ PCB 2.4G พร้อม 1.37 สายเคเบิลเป็นโซลูชันที่แข็งแกร่งสำหรับนักพัฒนาที่กำลังมองหาเสาอากาศแบบฝังที่เชื่อถือได้ ซึ่งช่วยลดขนาดผลิตภัณฑ์ ในขณะเดียวกันก็เพิ่มประสิทธิภาพระบบไร้สายให้สูงสุดใน 2.4GHz ที่มีความสำคัญระดับสากลย่านความถี่
