Disseny d'antena de PCB d'alta freqüència de 2.4 G

1. La relació entre la longitud d'ona del PCB i la longitud d'ona al cel:

1) La relació entre la velocitat de la llum i el medi:

c = 1 / √ (εμ)

entre ells:

Velocitat de la llum c = 2.99792458 × 10 ^ 8 m / s
Constant dielèctrica al buit ε = 8.854187817 * 10 ^ (- 12) A * s / (V * m)
Permeabilitat al buit μ = 4π * 10 ^ (- 7) N / A ^ 2

2) La relació entre la velocitat de la llum i la longitud d'ona:

λ = c/f

3) La relació entre la constant dielèctrica i la longitud d'ona:

λ = 1 / (f * √ (εμ))

4) La relació entre la permitivitat relativa ε'del medi PCB, la longitud d'ona λ'al PCB i la longitud d'ona λ a l'aire:

λ '= λ / √ (ε')

La longitud d'ona de 2.4 G és de 12.5 cm i la longitud d'ona 1/4 de 3.125 cm

La constant dielèctrica relativa del material FR-4 d’ús habitual és de 4.6, la constant dielèctrica efectiva és de 3.279 (calculada per APPCAD) i la longitud d’ona 1/4 és de 1.726 cm

2. Disseny d'antena F invertida

L2 ha de tenir 1/4 de longitud d'ona. Basant-se en aquest valor, es pot calcular la permitivitat relativa efectiva del material PCB utilitzat en 3.63. Aquesta permitivitat relativa ha de ser fabricada amb PCB de material FR-1, permitivitat 5.2, constant de permitivitat relativa 3.656

3. Estimació del rendiment de l'antena:

Consulteu el document TI AN058

Reflectància: Γ = (Za-Zo) / (Za + Zo)

Relació d'ona estacionària de tensió: VSWR = (1 + | Γ |) / (1- | Γ |)

Pèrdua de retorn: S11db = 20log (Γ)

És bo quan VSWR és 1.5 (RL = 14 dB) i cal redissenyar-lo si VSWR és superior a 2.0 (RL = 9.5 dB).

4. Mètode de mesura de la relació d'ona estacionària de tensió:

Al sistema d’antenes, tant si l’antena com l’equip estan ben connectats o no, sovint fem servir un paràmetre anomenat relació d’ona estacionària per mesurar-la. Quan la relació d'ona estacionària és 1, significa que el sistema d'antena està ben ajustat i no té cap reflex. Com més gran sigui el nombre, més gran serà el nombre. Vol dir que, com pitjor sigui la condició de coincidència, més gran és l’ona reflectida al sistema. Llavors, com es mesura la relació d'ona estacionària de l'antena? Aquí us presentaré un mètode relativament senzill.

Per mesurar la relació d'ones estacionàries, cal un escàner. El mètode de connexió es mostra a la figura 2-1. En primer lloc, feu un curtcircuit al terminal de l’alimentador (prop del final del sistema d’antena). En aquest moment, la sortida de senyal de l'escàner forma una reflexió total al terminal de l'alimentador. Observeu la seva forma d'ona de reflexió total tal com es mostra a la figura 2-2. L'amplitud màxima de la corba és a i, a continuació, connecteu l'antena al terminal de l'alimentador. En aquest moment, l'amplitud màxima observada a l'escàner en el rang de freqüències de treball és b, tal com es mostra a la figura 2-3. Primer trobeu el coeficient de reflexió P = b / a i, a continuació, utilitzeu la fórmula S = 1 + P / 1-P per trobar la relació d'ona estacionària, on S representa la relació d'ona estacionària.