Deseño de antena de PCB de alta frecuencia 2.4G

1. A relación entre a lonxitude de onda no PCB e a lonxitude de onda no ceo:

1) A relación entre a velocidade da luz e o medio:

c = 1 / √ (εμ)

entre eles:

Velocidade da luz c = 2.99792458 × 10 ^ 8 m / s
Constante dieléctrica ao baleiro ε = 8.854187817 * 10 ^ (- 12) A * s / (V * m)
Permeabilidade ao baleiro μ = 4π * 10 ^ (- 7) N / A ^ 2

2) A relación entre a velocidade da luz e a lonxitude de onda:

λ = c/f

3) A relación entre a constante dieléctrica e a lonxitude de onda:

λ = 1 / (f * √ (εμ))

4) A relación entre a permitividade relativa ε'do medio PCB, a lonxitude de onda λ'no PCB e a lonxitude de onda λ no aire:

λ '= λ / √ (ε')

A lonxitude de onda de 2.4 G é de 12.5 cm e a lonxitude de onda de 1/4 de 3.125 cm

A constante dieléctrica relativa do material FR-4 de uso común é de 4.6, a constante dieléctrica efectiva é de 3.279 (calculada por APPCAD) e a lonxitude de onda de 1/4 é de 1.726 cm.

2. Deseño de antena F invertida

L2 debe ter 1/4 de lonxitude de onda. Baseado neste valor, a permitividade relativa efectiva do material PCB utilizado pódese calcular como 3.63. Esta permitividade relativa debe estar feita de PCB de material FR-1, permitividade 5.2, constante de permitividade relativa 3.656

3. Estimación do rendemento da antena:

Consulte o documento TI AN058

Reflectancia: Γ = (Za-Zo) / (Za + Zo)

Relación de onda estacionaria de tensión: VSWR = (1 + | Γ |) / (1- | Γ |)

Perda de retorno: S11db = 20 log (Γ)

É bo cando VSWR é 1.5 (RL = 14dB) e cómpre redeseñar se VSWR é superior a 2.0 (RL = 9.5dB).

4. Método de medida da relación de onda estacionaria de tensión:

No sistema de antenas, tanto se a antena como o equipo están ben conectados ou non, a miúdo empregamos un parámetro chamado relación de onda estacionaria para medila. Cando a relación de onda estacionaria é 1, significa que o sistema de antena está ben combinado e non ten reflexo. Canto maior sexa o número, maior será o número. Significa que canto peor é a condición de coincidencia, maior é a onda reflectida no sistema. Entón, como medir a relación de onda estacionaria da antena? Aquí presentareivos un método relativamente sinxelo.

Para medir a relación de onda estacionaria é necesario un escáner. O método de conexión móstrase na Figura 2-1. En primeiro lugar, cortocircuita o terminal do alimentador (preto do extremo do sistema de antena). Neste momento, a saída de sinal do escáner forma unha reflexión total no terminal do alimentador. Observe a súa forma de onda de reflexión total como se mostra na Figura 2-2. A amplitude máxima da curva é a, e logo conecte a antena ao terminal do alimentador. Neste momento, a amplitude máxima observada no escáner no rango de frecuencia de traballo é b como se mostra na Figura 2-3. Primeiro busque o coeficiente de reflexión P = b / a e despois use a fórmula S = 1 + P / 1-P para atopar a relación de onda estacionaria, onde S representa a relación de onda estacionaria.