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了解陶瓷芯片天线与PCB轨迹天线

RFID应答器天线

一般来说,天线在大多数情况下不是一个过于复杂的设备。然而,如果没有它,我们互联的世界就不会如此互联。就在一年多前,在经历了佛罗里达州历史上最严重的飓风(就广泛的破坏而言)后,我还在努力保持某种程度的正常。此外,我能有效地使用我的电池供电电视,同时节省发电机燃料的唯一原因是我的天线。

在我周围的所有破坏之后,我能够保持与外界的联系(收音机和电视)。此外,这是一个值得一提的壮举,因为我七天都不能离开我的家,直到我终于用电锯在废墟中开辟出一条路。虽然我没有经历一场灾难,就明白了天线在发送和接收数据方面的重要性,但我仍然欢迎这个提醒,即使它不是在理想的条件下。

然而,我敢肯定,无线电报的主要发明者、物理学家和发明家古列尔莫·马可尼也不需要提醒天线的重要性。因为他还建造了大量的天线用于发射和接收,并发现了更高的天线结构在低频信号传输中的意义。天线,就像使用它们的设备一样,正在稳步发展。此外,随着这种进化,效率提高了,尺寸减小了。在接下来的几段中,我将讨论两种类型的天线,陶瓷芯片和PCB轨迹,在PCB设计中使用,并提供它们的优点和缺点的比较。

什么是陶瓷芯片天线?

陶瓷芯片天线是一种特殊类型的天线,以其空间要求小而著称。此外,这些特殊的天线通常集成到pcb中以发射高频电磁波。然而,它们的范围有限,这使得它们非常适合小型设备,如WiFi路由器和智能手机。

一般来说,陶瓷芯片天线发射和接收电磁波就像标准天线一样,只是它们的尺寸要小得多。此外,这提供了在内部放置它们的能力,并且它们非常具有成本效益而不牺牲质量。此外,陶瓷芯片天线是首选的选择,当一个更大的天线是不合理的。

综上所述,陶瓷芯片天线是整体设计考虑的一半,而PCB接地面是另一个。此外,与单极子天线一样,陶瓷芯片天线的调谐以及辐射模式也依赖于地平面的形状和大小。

注:此外,其附带的数据表提供了天线的辐射模式、带宽、峰值增益、回波损失和其他参数。然而,这些参数是参考随附的图纸,因此,您的结果可能会有所不同。此外,这就是为什么必须仔细观察随附图纸中PCB的尺寸。此外,这些性能测量是参考那些精确的地平面尺寸。最后,请记住,这些测量是从一个开放空间的观察点,你的设计很可能是一个内部产品设计。

陶瓷芯片天线的优点和缺点是什么?

使用陶瓷芯片天线有几个好处;例如,它消除了昂贵的制造新原型的需要,以及限制仿真软件的必要性.这是由于天线的网络调优要求和缺乏物理特性。总的来说,这是具有成本效益的,因为您不会因为重复的原型制造而浪费组件。

陶瓷芯片天线还有许多其他优点,包括;

  • 多个配置

  • 更小的尺寸

  • 对部件和环境噪声不敏感

  • 适应PCB设计准则的变化

  • 需要较少的模拟

  • 更容易调优或替换

然而,就像生活中几乎所有其他事情一样,有权衡和不利的副作用。在陶瓷芯片天线的情况下,它以缺点的形式出现;具体如下:

  • 由于陶瓷芯片天线的采购价格及其配套部件的要求,增加了初始成本。就价格而言,平均成本在0.10美元到1.60美元之间,但请记住,这是平均成本,而不是最大成本。

  • 陶瓷芯片天线缺乏性能,略低于PCB跟踪天线

总的来说,陶瓷芯片天线在开发过程中允许更大的调谐通用性,因为它被添加到在设计阶段完成后对PCB进行设计.此外,由于它们利用了表面安装配置,它们可以适应权宜之计的硬件修改。

在设计中使用陶瓷芯片天线可以提供更大的空间和开放性,允许每个堆栈使用更多的组件。此外,这转化为使用更小的pcb或添加更多组件的能力。在任何一种情况下,它都与更具成本效益的整体设计相关联。此外,如果设计是多层的或大容量的,节省将成倍增加。

什么是PCB跟踪天线?

PCB迹线天线由直接绘制到PCB上的迹线组成。此外,根据天线类型和空间要求,迹线类型也会有所不同。PCB Trace天线使用的迹线类型的示例包括倒f型迹线、直迹线、弯曲迹线、弯曲迹线或圆形迹线。

总的来说,PCB上的迹线天线的目的是提供一种无线通信的方法。此外,在PCB的制造阶段,迹层压在PCB的表面上。然而,在某些情况下,这些痕迹将占用a的几层多层印刷电路板

此外,PCB的迹线长度将决定谐振频率,频率越高,迹线越短。此外,PCB上的每个天线都需要一个保持区域。此外,保持区域是PCB跟踪天线周围的特定区域,不允许在PCB的任何层上使用地面填充或铜跟踪。

小芯片天线旁边的火柴

小尺寸是芯片天线的众多优点之一。

PCB跟踪天线的优点和缺点是什么?

一般来说,PCB Trace天线的实现、设计和调优都具有挑战性,特别是在可靠的小型实现中。此外,像线天线一样,PCB跟踪天线的尺寸依赖于频率目标带宽的。例如,如果您的设计需要低频率,PCB Trace天线的长度就会长得多。

然而,就像硬币有两面一样,PCB Trace天线有优点也有缺点;它的优点如下:

  • PCB跟踪天线嵌入到PCB在制造过程中

  • PCB跟踪天线可以在宽带宽内工作(如果优化调谐)。

  • 命令高强度和网络可靠性(如果优化调优)。

  • PCB轨迹天线有一个薄的轮廓(二维)。

以下是PCB Trace天线的缺点:

  • 具有挑战性的设计(特别是在低频率)。

  • 极易受到板布局变化的影响,因此每次变化后都需要调整或重新制造。

  • PCB Trace天线需要更多的空间(特别是在低频率)。

  • 对更大PCB面积的要求增加了设计的总体成本(特别是在低频时)。

  • PCB跟踪天线易受环境干扰。

在制造过程之后,不能对PCB Trace天线进行物理修改。因此,如果需要修改,则需要更改设计并重新制造PCB。此外,由于其可能的大尺寸和繁重的调谐性质以及设计过程,PCB Trace天线促进了PCB仿真(Cadence)软件的使用和广泛的测试。

印刷电路板及各种元件图形

如果你不小心,让天线电路工作是一个困难的过程。

近年来,设计师经常考虑他们的目标频率范围的权衡,并选择更可靠的跟踪天线,而不是陶瓷芯片天线。然而,随着今天的趋势指向更小的尺寸和便携性,陶瓷芯片天线在竞争中看到了优势。我相信你知道,设计要求仍然会决定天线配置的类型,最适合你的个人需求。此外,请记住,无论选择如何,权衡几乎总是必然的。

通过天线设计工作需要适应性强的软件,可以适应快速的组件决策和密集的频率需求,但是Cadence拥有一整套设计和分析工具你所需要的。OrCAD PCB Designer是解决所有陶瓷芯片天线问题的布局解决方案,满足所有PCB设计需求。

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