Proiectare antenă PCB de înaltă frecvență 2.4G

1. Relația dintre lungimea de undă din PCB și lungimea de undă pe cer:

1) Relația dintre viteza luminii și mediu:

c = 1 / √ (εμ)

printre ei:

Viteza luminii c = 2.99792458 × 10 ^ 8 m / s
Constanta dielectrică de vid ε = 8.854187817 * 10 ^ (- 12) A * s / (V * m)
Permeabilitatea la vid μ = 4π * 10 ^ (- 7) N / A ^ 2

2) Relația dintre viteza luminii și lungimea de undă:

λ = c/f

3) Relația dintre constanta dielectrică și lungimea de undă:

λ = 1 / (f * √ (εμ))

4) Relația dintre permitivitatea relativă ε'a mediului PCB, lungimea de undă λ'în PCB și lungimea de undă λ în aer:

λ '= λ / √ (ε')

Lungimea de undă de 2.4G este de 12.5cm, iar lungimea de undă de 1/4 este de 3.125cm

Constanta dielectrică relativă a materialului FR-4 utilizat în mod obișnuit este de 4.6, constanta dielectrică efectivă este de 3.279 (calculată de APPCAD), iar lungimea de undă de 1/4 este de 1.726cm

2. Proiectarea antenei F inversate

L2 ar trebui să aibă 1/4 lungime de undă. Pe baza acestei valori, permitivitatea relativă efectivă a materialului PCB utilizat poate fi calculată la 3.63. Această permitivitate relativă trebuie să fie realizată din PCB FR-1 material, permitivitate 5.2, permitivitate relativă constantă 3.656

3. Estimarea performanței antenei:

Consultați documentul TI AN058

Reflectanță: Γ = (Za-Zo) / (Za + Zo)

Raportul undei staționare de tensiune: VSWR = (1 + | Γ |) / (1- | Γ |)

Pierderi de returnare: S11db = 20log (Γ)

Este bine când VSWR este 1.5 (RL = 14dB) și trebuie reproiectat dacă VSWR este peste 2.0 (RL = 9.5dB).

4. Metoda de măsurare a raportului undei staționare de tensiune:

În sistemul de antene, indiferent dacă antena și echipamentul sunt bine conectate sau nu, folosim adesea un parametru numit raport de undă permanentă pentru a-l măsura. Când raportul undei staționare este 1, înseamnă că sistemul de antenă este bine adaptat și nu are reflexie. Cu cât este mai mare numărul, cu atât este mai mare numărul. Înseamnă că cu cât este mai rea condiția de potrivire, cu atât este mai mare unda reflectată în sistem. Atunci cum se măsoară raportul undei staționare al antenei? Aici vă voi prezenta o metodă relativ simplă.

Pentru a măsura raportul undei staționare, este necesar un scaner. Metoda de conectare este prezentată în Figura 2-1. Mai întâi, scurtcircuitați terminalul alimentatorului (aproape de capătul sistemului de antenă). În acest moment, semnalul emis de scaner formează o reflecție totală la terminalul alimentatorului. Observați forma de undă de reflexie totală, așa cum se arată în Figura 2-2. Amplitudinea maximă a curbei este a și apoi conectați antena la terminalul alimentatorului. În acest moment, amplitudinea maximă observată pe scaner în intervalul de frecvență de lucru este b așa cum se arată în Figura 2-3. Mai întâi găsiți coeficientul de reflexie P = b / a, apoi folosiți formula S = 1 + P / 1-P pentru a găsi raportul undei staționare, unde S reprezintă raportul undei staționare.