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WiFi天線對PCB布局布線和結(jié)構(gòu)的要求分析

發(fā)布日期:2022-05-20 點擊率:73

  1.天線的形式及天線位置和饋點尺寸的建議

  內(nèi)置天線經(jīng)常采用的幾種形式分別為,分為彈片形式和chip貼片天線和FPC天線。貼片天線的形式是統(tǒng)一規(guī)格的,有固定的尺寸,焊盤的位置和尺寸根據(jù)具體規(guī)格的天線也是固定的。另外根據(jù)特定型號的天線有相關(guān)的天線周圍凈空的要求和設(shè)備尺寸的建議等設(shè)計指導意見。

  如果采用彈片形式,我們建議客戶采用PIFA天線作為WiFi天線的形式,根據(jù)我們的經(jīng)驗,PIFA天線成功率和性能都要好一些。天線RF饋電焊盤應采尺寸為2&TImes;3mm,焊盤含周邊≥0.8mm的面積下PCB所有層面不布銅。如果為PIFA天線,還要加一個2&TImes;3mm的地焊盤,兩個焊盤之間距離為2mm。

  天線通常的位置都在設(shè)備的頂部,PCB頂部開始,將此區(qū)域內(nèi)的所有層的地切掉2~3mm,但屬于天線地焊盤的那層的焊盤部分要保留。

  2. 匹配電路布線的建議

  天線匹配電路的拓撲結(jié)構(gòu)為從天線開始四個件并串并串,到測試口或者Power amplifier。匹配電路下方以及匹配網(wǎng)絡周圍1.5mm區(qū)域內(nèi)不要鋪地。匹配網(wǎng)絡擺放位置距離饋電焊盤放較近為好(但不要太近)。

  3. 從WiFi模塊到天線匹配電路的微帶線

  從WiFi模塊到天線匹配電路的信號傳輸線為50ohm特性阻抗的微帶線。為了避免在微帶線上的損耗,模塊應該盡可能的靠近天線。微帶線必須根據(jù)具體的PCB來決定尺寸。不允許有交叉的線在微帶線和地之間通過。

  4. 其他一些問題

  接地:良好的射頻接地對于手機的無線性能而言無疑是相當重要的,須遵循如下幾個設(shè)計原則:

  盡量使外層區(qū)域的地完整,不被分割破壞(非屏蔽罩之內(nèi)的部分),這個對于天線附近的區(qū)域尤為重要。天線電流必須與噪聲電流隔離,如果天線附近的接地區(qū)域被破壞成不完整的,必須在其下面相關(guān)區(qū)域產(chǎn)生一塊填充地平面,并用地過孔加以縫合,使之成為完整的地。此區(qū)域走線須得保證天線電流只流過表層平面,且須限制噪聲電流流進里面的完整地平面。

  在使用預先生產(chǎn)天線時,需要注意的是其特性取決于所連接的地平面。僅當接地平面的尺寸及形狀均與制造商的評估板一致時,方可達到制造商所標明的規(guī)格。在其它情況下,用戶需要在實際應用條件下測定預先生產(chǎn)的天線的阻抗,并匹配至所需的特征阻抗。

  5. 設(shè)備外殼金屬成分的使用問題

  不要在外殼表面使用具有金屬成分的噴涂或者鍍層,金屬鍍層不能實現(xiàn)可靠的接地,會對天線性能有很大影響。

  不要在天線附近使用金屬裝飾物。

  6. 純金屬結(jié)構(gòu)件的使用

  采用全金屬結(jié)構(gòu)的部件時(例如前面板或者后面板),請對所使用的部件預留多個接地點,具體的接地點位置的確定由天線設(shè)計公司來確定。

  天線輻射區(qū)域上方不能有任何接地或者不接地的金屬裝飾物,包括電鍍和鍍金。

  7. 給天線預留安裝位置的考慮

  天線的安裝要遠離金屬物體,天線需要足夠的空間來展開,如果采用chip天線,那么需要按照應用指南的要求,給出足夠的凈空區(qū)域和相應尺寸的地。

  如果采用彈片方式的天線,應該為天線設(shè)計支架,天線固定在支架上,而支架和PCB再進行固定;或者不用支架,天線固定在外殼上面。

  在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時要考慮給出天線安裝的空間和位置,并考慮在支架或者要安裝天線的外殼上增加熱熔柱來固定天線。

  8.其他模塊和天線相對位置布局的考慮

  對于speaker,camera,vibrator,LCD,電池等部件和天線的相對位置,這里有一些通常的建議:

  天線要遠離camera和flexible PCB;

  天線距離電池至少要有5mm以上的距離;

  Vibrator要遠離天線;

  天線到屏蔽罩的距離最小為2-4mm(會引起寄生效應);

  射頻開關(guān)和放大器或者雙工器要盡可能靠近匹配電路區(qū)域。

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