Внутрішня патч-антена 2.4G PCB у поєднанні з коаксіальним кабелем 1.37 є спеціалізованим високопродуктивним рішенням для вбудовування бездротового зв’язку в сучасні електронні пристрої. Ця збірка розроблена для додатків, що працюють у діапазоні ISM 2,4 ГГц (2400-2500 МГц), що робить її ідеальною для пристроїв Wi-Fi (802.11 b/g/n) і Bluetooth/BLE (Bluetooth Low Energy), де простір є критичним обмеженням.
Ця система пропонує баланс між компактним розміром і надійною радіочастотною характеристикою, часто вибирається замість дротяних антен або простіших мікросхемних антен завдяки оптимізованій ефективності та повторюваності.
1. Елемент антени PCB
Сама антена — це накладна або планарна перевернута F-антена (PIFA), викарбувана безпосередньо на невеликому шматку матеріалу друкованої плати (PCB) .
Компактний і налаштований дизайн: антени на друкованій платі розроблені для точного узгодження імпедансу (зазвичай 50 Ом і високої ефективності в межах компактного розміру. 2 Вони розроблені відповідно до певних розмірів, щоб оптимально резонувати на 2,4 ГГц
Продуктивність: вони зазвичай пропонують помірне посилення (часто від 2 дБі до 4 дБі ) і надійну, постійну продуктивність у масовому виробництві, на відміну від менш передбачуваних елементів, налаштованих вручну.
Інтеграція: формат жорсткої друкованої плати легко монтується всередині корпусу пристрою, як правило, за допомогою клейкої підкладки, «захищена» зона, вільна від металу. для правильного функціонування потрібна спеціальна
2. Коаксіальний кабель 1.37
Це стосується тонкого, гнучкого кабелю, що з’єднує антену друкованої плати з радіомодулем пристрою.
Діаметр і гнучкість: Кабель 1,37 мм діаметром пропонує дещо більшу та часто механічно міцнішу альтернативу популярному кабелю 1,13 мм . Це невелике збільшення розміру іноді може зменшити внесені втрати (загасання) на метр.
Маршрутизація: кабель залишається дуже гнучким, що дозволяє легко прокладати та знімати натяги в складних корпусах з обмеженим простором, таких як портативні пристрої, портативні сканери або розумні датчики.
Управління втратами: Як і у випадку з усіма тонкими коаксіальними кабелями, довжина повинна бути якомога меншою, щоб мінімізувати втрати сигналу до того, як РЧ-сигнал досягне радіоприймача.
3. Роз'єм (сумісність MHF/U.FL)
Хоча конкретний тип роз’єму не вказано, ці збірки майже повсюдно закінчуються ультрамініатюрним коаксіальним роз’ємом із сімейства MHF, найчастіше стандарту U.FL (або IPEX/IPX).
Мініатюризація: ці фіксуючі роз’єми є крихітними та займають мінімум місця на головній друкованій платі пристрою, що має вирішальне значення для сучасних дизайнів малого форм-фактора.
Безпечне з’єднання. Механізм фіксатора забезпечує надійне, безпечне з’єднання , стійке до незначних вібрацій, гарантуючи, що антена залишається підключеною навіть у портативних або міцних пристроях.
Типові сценарії використання та застосування
Висока ефективність і невелика площа патч-антени на друкованій платі роблять її важливим компонентом для продуктів, де естетика та внутрішній простір є пріоритетними.
Носима технологія: розумні годинники, фітнес-трекери та спеціалізовані медичні пластирі покладаються на цей форм-фактор для надійного з’єднання Bluetooth і Wi-Fi без громіздких зовнішніх елементів.
Пристрої «Розумний дім»: вбудовані в дверні дзвінки, термостати, невеликі камери безпеки та концентратори, де зовнішня антена може поставити під загрозу естетику дизайну пристрою.
Промислові сканери та портативні термінали: забезпечує необхідне надійне підключення для сканерів інвентаризації, систем мобільних торгових точок (POS) і інструментів польового обслуговування, які потребують внутрішніх антен.
Комп’ютери малого форм-фактора: використовуються в міні-ПК, одноплатних комп’ютерах (SBC) і спеціальних обчислювальних модулях, які використовують роз’єм U.FL для порту зовнішньої антени.
Найкращі практики інтеграції дизайну
Оптимальна продуктивність внутрішньої антени на друкованій платі значною мірою залежить від ретельної механічної та радіочастотної конструкції:
Заборонена зона: для антени потрібен певний зазор навколо випромінювального елемента (зазвичай від 5 до 10 мм , який має бути повністю вільним від металу, заземлюючих панелей, батарей і елементів дисплея. Розміщення антени поблизу металу сильно розстроїть її та погіршить продуктивність.
Організація кабелів: кабель 1.37 слід прокладати подалі від шумних цифрових ліній, імпульсних джерел живлення та високошвидкісних шин даних, щоб запобігти появі електромагнітних перешкод (EMI) на чутливий радіочастотний сигнал.
Відповідність імпедансу: остаточно зібраний корпус пристрою та внутрішні компоненти можуть трохи зміщувати робочу частоту антени. Для досягнення найкращих результатів інженери часто виконують остаточне узгодження імпедансу, використовуючи невеликі пасивні компоненти (конденсатори та котушки індуктивності) на головній друкованій платі, щоб гарантувати, що система залишається на бажаному імпедансі 50 Ом .
2.4G діапазоні PCB антена з 1.37 кабелем пропонує надійне рішення для розробників, яким потрібна надійна вбудована антена, яка мінімізує розмір виробу, одночасно максимізуючи продуктивність бездротового зв’язку в універсально важливому 2,4 ГГц .
