ベストプラクティスとアドバイス
アンテナ調整用
今日の世界では接続性が重要であり、市場のデバイスは最高のパフォーマンスを実現するために強力な信号強度を必要とします。 アンテナの統合は、既製の製品であっても、高度にカスタマイズされたソリューションであっても、簡単ではないため、後から考えるべきではありません。
京セラ AVX アンテナ設計チームは、アンテナ設計および/またはアンテナ統合プロセスをできるだけ早い段階で、理想的には製品設計および無線モジュールの選択中に検討することを強くお勧めします。無線機とアンテナが完全に一致することで、すべてのワイヤレス接続のニーズが確実に満たされます。
メタルインパクト
1ほとんどの場合、反射板として使用しない限り、金属要素の近くはアンテナに最適ではありません。実際、金属表面はアンテナからのすべての RF 電力を反射します。また、アンテナは相互作用するため、アンテナに到達しようとする電力や電波にも影響します。金属表面は自由空間伝播の敵であり、これが、開口部のない金属ボックス内のアンテナがこのボックスの外側に電力を放射しない理由です。多くの場合、アンテナの動作にはグランド プレーンの助けが必要ですが、アンテナの周囲に金属要素を近づけることは避けてください。そのようなコンポーネントには、ヒートシンク、コネクタ、ミラー、B2B コネクタ、シールド缶、アース付きのその他の PCB、フェライト ビーズとコイル、大きなコンデンサ、バッテリとそのバッテリ コネクタ、LCD/ディスプレイとそのワイヤ ハーネス、その他のケーブルまたはワイヤなどがあります。
LCD とバッテリーは、アンテナの世界では金属要素と同様に、デバイスのメイン PCB に接続されたワイヤー ハーネスと同様に考えられます。バッテリーまたは LCD コネクタ/ワイヤーの位置とサイズも、アンテナの調整に影響を与える可能性があります。実際、アンテナが電気信号を電磁電波に変換すると、バッテリー/ディスプレイとそのコネクタまたはワイヤーを含むデバイスのアースに流れる RF 電流が誘導されます。バッテリまたは LCD に RF 電流を流すと、強め合う干渉 (グランド プレーンの延長のように使用される、一方向に流れる電流) または相殺的な干渉 (ジグザグ状に動作する電流) が発生する可能性があります。 LCD は電磁ノイズの重要な発生源でもあり、放射パターンへの影響に加えて、信号にノイズを追加してデバイスの感度を低下させる可能性があります。
ケーブルの配線と接地
2ケーブルとワイヤをアンテナの位置から遠く離れた場所に配線し、可能であれば、デバイスのメイン アース上のいくつかの場所でそれらのケーブルを接地することを強くお勧めします。この接地は、ケーブル ジャケットをレーザー加工し、その位置にある小さなクリップを主接地にはんだ付けすることによって操作できます。
アンテナ結合
3他のアンテナの近接性は、特に他のアンテナが同じ周波数帯域幅で動作している場合に、RF パフォーマンスに影響を与えます。 90 つのアンテナ間の分離または結合を改善するためのトリックがあります。 IMD テクノロジーにより、XNUMX つのアンテナをより近くに配置できます。ただし、接地にスロットを追加したり、特定の位置に反射アンテナを追加したり、ノッチ フィルターを追加したり、各アンテナを異なる偏波で放射させたり、各アンテナ信号の位相を XNUMX 度シフトさせるなど、追加のトリックを使用することもできます。
ケーブル配線 - 立ち入り禁止エリア
4オフボード アンテナは、何らかのケーブル、コネクタ、またはハーネスを使用して無線機に接続されたアンテナです。アンテナの放射に建設的に干渉するために、アンテナからのピグテール アクセサリは適切に配線する必要があります。オンボード アンテナには、立ち入り禁止エリアまたはクリアランス エリアが必要な場合と必要ない場合があります。アンテナの性能を最大化するには、アンテナのデータシートに記載されている推奨クリアランス領域に従うことをお勧めします。立ち入り禁止エリアは、アンテナの位置や PCB の寸法と同様に、アンテナの調整にも関係します。
PCB 上の印刷ラインとの干渉
5アンテナと高速デジタル回線の間に大きな距離 (80/150 波長) を保つことが望ましいです。これらの線はアンテナとして機能し、等価な XNUMX 分の XNUMX 波長に関連する特定の周波数で放射された RF 電力を負に結合します。値が XNUMX ～ XNUMX nH の間で変動する一部のインダクタを使用することによって生成される結合を軽減するために、これらのラインを切り離すことは可能ですが、これらのラインを遠ざける方が安全です。
同様に、一部のモーター、マイク、イヤホン、スピーカー、バイブレーターなどの音響コンポーネントに電力を供給する DC ラインは、アンテナの RF 性能に劇的な影響を与える可能性があります。これらのラインは、各ラインにインダクタを配置することで、特定の点までデカップリングできます。
素材による影響
61 (空気の誘電率は 1、水の誘電率は 80) とは異なる誘電率 (大まかに誘電率、Dk、損失正接と呼ばれます) を持つアンテナの周囲の材料は、アンテナの調整に影響します。これらの材料からアンテナまでの距離や量などの他のパラメータは、アンテナ周囲の等価実効誘電率を定義する役割を果たします。プラスチック樹脂、エポキシ樹脂、ポッティング材料、積層構造はすべて、アンテナの放射に無視できない RF 損失をもたらします。
アンテナ給電線の設計
7当然のことと思われがちなパラメータは、無線の出力とアンテナ フィードの入力の間の遷移の設計です。アンテナ入力レベルでの反射係数を最適化するために、その遷移は適切な予想インピーダンス (多くの場合 50 Ω) を示す必要があります。設計で Z0 特性インピーダンスが必要な場合は、積層パネルに TDR クーポンを追加して、期待値と比較して +/- 10% を超えてずれているラインを検出するように積層メーカーに依頼することができます。
PIネットワーク
8アンテナのインピーダンスが無線の出力インピーダンスと確実に一致するようにするには、マッチングの定義に使用できる PI 形状マッチング回路のフットプリント (3 つのコンポーネント、SHUNT-SERIAL-SHUNT) を常に追加することをお勧めします。アンテナへの電力伝達を最大化する回路。 PI 形状マッチング回路を使用しない場合は、0 オームの抵抗をシリアル コンポーネントのフット プリントにはんだ付けし、SHUNT コンポーネントのフット プリントはオープンのままにすることができます。
マッチングネットワークの推奨事項
9整合回路、フィルタリング、またはデカップリング用のコンポーネントを選択する場合、選択したコンポーネントの SRF (自己共振周波数) が無線信号の周波数と互換性があることが必須です。 SRF はコンポーネントのサイズ、パッケージング、製造技術によって異なります。を使用することをお勧めします。 アキュP® と アキュエル® 最も正確なマッチング回路を実現するために、京セラ AVX の薄膜コンデンサとインダクタを採用しました。
テストケーブル
10PCB の設計中に、RF 無線の出力またはアンテナ インピーダンス (デバッグ段階用) をチェックするためにセミリジッド RF ケーブルをはんだ付けする可能性を考慮することをお勧めします。これを行うには、アンテナ PI 整合回路の前にある、組み立てられていない 0 つのコンポーネントの T 字型回路、シリアル、シャント、シリアル (つまり、整合回路はアンテナと半田付けされたケーブル上にあります) が便利です。 RF ケーブルは T-SHAPE の SHUNT コンポーネントのフットプリントにはんだ付けでき、XNUMX オームを使用して無線またはアンテナ整合回路への RF パスを選択できます。
実際のケースのチューニング条件
11ウェアラブル製品または非常に特殊な条件で使用される製品のアンテナを設計する場合は、自由空間条件でアンテナを調整するのではなく、常にこれらの実際のユーザー ケース (デバイスが着用されている場合または特定の位置にある場合) に合わせてアンテナを調整してください。京セラ AVX は、ボディのような素材でアンテナをテストするためのすべてのアクセサリ (頭、手) を備えています。
