Главная - Блог

Антенна на чипе и антенна на печатной плате: Руководство по сравнению

Антенна на чипе и антенна на печатной плате-Понимание сравнения антенны на кристалле и антенны на печатной плате важно при выборе антенн для встраиваемых устройств. Ваше электронное устройство нуждается в антенне для связи через радиочастоту (RF). Типичными примерами радиочастотных устройств в мире электронного производства являются рации, гаджеты с поддержкой Bluetooth и спутниковая связь. Антенны являются основным компонентом радиочастотных устройств и могут существенно влиять на их производительность. Высокая производительность, уменьшение размеров и низкая стоимость являются основными требованиями к современным радиочастотным устройствам.  

Что касается сравнения антенны на чипе и антенны на печатной плате, то при минимизации стоимости всего устройства вам будет полезно рассмотреть антенну на трассе печатной платы. С другой стороны, антенны на керамических чипах обеспечивают эффективные общие характеристики в отношении миниатюризации и производительности. Эта статья глубоко погружается в дебаты между антенной на чипе и антенной на печатной плате. В ней обсуждаются плюсы и минусы каждой из них, а также требования к конструкции, которые следует учитывать при выборе подходящей антенны для использования в вашей конструкции. 

1. Что такое антенна на керамическом чипе? 

Антенна на чипе и антенна на печатной плате 1

При сравнении антенны на чипе и антенны на печатной плате следует отдать предпочтение антеннам на керамическом чипе, поскольку они имеют меньшие пространственные потребности. Кроме того, вы можете легко включить их в печатные платы для генерации высокочастотных электромагнитных частот. Тем не менее, они имеют ограниченный радиочастотный диапазон, что делает их идеальными для небольших гаджетов, таких как Wi-Fi роутеры и смартфоны.Вообще говоря, антенны на чипе производят и принимают радиочастоты так же, как и другие антенны. Только они меньше по размеру по сравнению с антеннами на печатной плате. Однако именно их малые размеры позволят вам эффективно монтировать их внутри электронных устройств. Кроме того, они являются более дешевой альтернативой, когда вы не хотите жертвовать качеством продукции.   

2. Что такое трассировочная антенна для печатной платы? 

Антенна для трассировки печатной платы состоит из трассы, нарисованной непосредственно на печатной плате. Важно понимать, что тип антенны и требования к пространству определяют тип трассировки. В качестве трасс на печатной плате можно использовать перевернутые F-образные трассы, прямые, изогнутые, меандрические и круговые трассы.   

В целом, антенна трассировки печатной платы действует как беспроводной метод связи. Кроме того, при изготовлении печатной платы необходимо ламинировать трассу на поверхность платы. Но иногда трассировка печатной платы охватывает много слоев, особенно в многослойных печатных платах.

3. Антенна на керамическом чипе против антенны на печатной плате: Плюсы и минусы

3.1 Антенна на керамическом чипе

Плюсы 

В споре между антенной на чипе и антенной на печатной плате неоспоримым является тот факт, что использование антенны на керамическом чипе дает многочисленные преимущества. В частности, она устраняет необходимость в дорогостоящем производстве прототипов и программном обеспечении для моделирования. Способность антенны к настройке сети и отсутствие физических свойств гарантируют вышеперечисленные преимущества. Антенны на керамических чипах обеспечивают дополнительные преимущества, такие как:

Они поставляются в виде отдельных частей.

Вы можете легко получить небольшие размеры и множество конфигураций для различных конструкций.  

Близкое соседство с другими деталями не создает неблагоприятных эффектов, как в антеннах PCB Trace. 

Окружающая среда и человеческие факторы оказывают незначительное воздействие на антенны на кристалле по сравнению с трассировочными антеннами. 

Они предлагают гибкие альтернативы настройки и тестирования. 

Вы можете легко вносить изменения в конструкцию.

Cons

Как и все остальное в этом мире, керамические антенны также имеют свою темную сторону. Ниже перечислены минусы керамических печатных плат: 

Первоначальные затраты на антенну и логистику могут быть дороже, чем у антенны PCB Trace. 

Для оптимальной реализации требуются некоторые знания в области радиочастот. 

Она имеет более низкую производительность, чем антенна трассировки. 

3.2 Антенна на чипе и антенна на печатной плате-Антенна для трассировки печатной платы

Плюсы

Сторонники спора между антенной на кристалле и антенной на печатной плате утверждают, что трассировочную антенну трудно применять, создавать и настраивать. Это особенно верно при последовательной и небольшой работе. Кроме того, как и в случае проволочной антенны, конечные частоты полосы пропускания определяют размер трассировочной антенны. Ниже перечислены основные преимущества трассировочной антенны для печатных плат.

Низкие производственные затраты, поскольку вы интегрируете трассировку в процесс производства платы. 

При максимальной настройке трассировочная антенна может обеспечить широкую полосу пропускания. 

Структура трассировки печатной платы проста, а поскольку вы размещаете антенну на поверхности, профиль структуры относительно тонок. 

Это обеспечивает лучшие прочностные характеристики и надежность сети. 

Вы можете легко вставить ее в печатную плату во время производства.

Антенна на чипе и антенна на печатной плате-Минусы

Вот минусы антенны Trace:

Ее трудно создать, в основном на минимальных частотах. 

Трассировочная антенна сильно подвержена изменениям макета печатной платы, требуя настройки после каждого изменения или воспроизведения. 

Она требует большого пространства, особенно на минимальных частотах. 

Необходимость в большом пространстве на плате повышает стоимость конструкции. 

Они восприимчивы к человеческим факторам и факторам окружающей среды.

4. Антенна на кристалле и антенна на печатной плате: Советы по проектированию встраиваемых антенн

Антенны являются важнейшими компонентами беспроводной системы. Однако большинство разработчиков часто относятся к ним как к чему-то второстепенному. Планирование конструкции антенны в начале производственного процесса позволит извлечь выгоду из производительности изделия. Кроме того, это позволит избежать задержек и воспроизведения на последующих этапах. Ниже приведены некоторые важные советы, которые помогут вам в подготовке проекта встроенной антенны. 

4.1 Антенна на чипе и антенна на печатной плате-Материалы 

Вырезаете ли вы структуру антенны на плате, пластике или штампованном металле, убедитесь, что эти материалы обладают стабильными диалектическими свойствами. Материалы недорогих диэлектрических плат FR4 значительно отличаются у разных поставщиков. Именно поэтому следует с самого начала определить материал платы. 

4.2 Рекомендации по физике

Для обеспечения высокой дальности действия вашего электронного устройства необходима эффективная антенная система. Кроме того, необходимо предусмотреть достаточное пространство для антенной системы. Поэтому, пожалуйста, примите участие в начальных этапах цикла производства вашего гаджета. Это позволит вам обсудить и согласовать варианты дизайна. У вас также будет возможность избавиться от любых потенциальных компромиссов.  

 4.3 Антенна на чипе и антенна на печатной плате-Расположение изделия 

Когда вы размещаете антенну на крайних концах вашего изделия, она становится чувствительной к условиям окружающей среды. Поэтому следует продумать, как вы планируете использовать свое изделие и где вы собираетесь его разместить. Например, вы должны убедиться, что ваша антенна не будет закрыта руками конечного пользователя, когда он держит ее естественно для ручного гаджета. Для настенных устройств спросите себя, будут ли потребители крепить их на металлические детали. Это связано с тем, что металлические поверхности существенно влияют на характеристики изделия. 

4.4 Корпуса и покрытия

Не закрывайте свою антенну металлическим корпусом и не используйте металлическое покрытие, чтобы иметь высокие характеристики антенны. Кроме того, обратитесь к коллегам-механикам и специалистам по идентификации в вашей компании, чтобы убедиться, что область вокруг вашей антенны свободна от любых потенциально опасных материалов. 

4.5 Внутренние конструкции

Расположение внутренних металлических узлов по отношению к антенне также влияет на характеристики изделия. Например, в носимых гаджетах аккумулятор является основным компонентом общей сборки. Поэтому при проектировании антенны следует определить ее расположение и функцию. 

4.6 Антенна на чипе и антенна на печатной плате-Вес антенны 

Когда вы говорите о встроенной антенне, вы имеете в виду физический компонент. Например, резную часть печатной платы или пластиковую секцию металлизированного корпуса. Но в большинстве случаев это образует единую часть антенной системы. Основная системная земля состоит из оставшейся половины. Поскольку обычно это основное заземление платы, необходимо обеспечить достаточный вес, чтобы антенна могла вибрировать соответствующим образом.

4.7 Антенна на чипе и антенна на печатной плате-Чувствительность цепей к ЭМИ/РФИ

Беспроводные системы состоят из передатчиков и приемников. Передатчик может создавать помехи в соседней цепи. Это делает приемник уязвимым к помехам от местных цепей. Поэтому для достижения высокой производительности беспроводных продуктов следует располагать антенну относительно чувствительных схем.

5. Антенна на кристалле против антенны на печатной плате: Проблемы с расстройкой частоты антенны во время тестирования

Поскольку разводка платы существенно влияет на производительность антенны, необходимо настроить ее для достижения максимальной производительности системы. Важно понимать, что соответствующее согласование электрического сопротивления обеспечивает полную передачу частоты в соответствующем диапазоне. 

В случае с трассировочными антеннами, поскольку конструкция антенны зависит от общей конструкции платы, вам будет трудно выполнить настройку и добиться максимальной производительности. Кроме того, минимальная проницаемость диэлектрика платы делает антенну слишком уязвимой к изменениям в конструкции и вариантам допусков. В таких случаях для достижения максимальных характеристик антенны требуется повторное вращение печатной платы. 

С керамическими антеннами можно варьировать аспекты согласования, чтобы удовлетворить встроенную отстройку. Большинство инженеров предпочитают метод Π-типа, поскольку он обеспечивает наилучшую гибкость в отношении настройки рабочей полосы пропускания.

При проектировании желаемой согласующей сети можно использовать векторный анализатор сети (VNA) для проверки тестовой схемы печатной платы. Кроме того, VNA поможет вам определить входное сопротивление антенны. Вы можете найти S-параметр, полосу VSWR, чтобы получить эффективность вашей керамической антенны на печатной плате.  

WellPCB предоставляет услуги по оптимизации керамических антенн. Наш радиочастотный персонал настроит согласующую сеть на предпочтительное для вас сопротивление, используя передовые технологии для достижения максимальной производительности. Важно отметить, что согласование повышает эффективность антенны для выбранной полосы пропускания в рабочей среде изделия. Наш персонал также оценивает компоновку конструкции для правильного использования пространства печатной платы.       

Заключительные мысли о сравнении антенны на кристалле и антенны на печатной плате 

Что касается сравнения антенны на кристалле и антенны на печатной плате, то антенна на кристалле испытывает меньшую отстройку от человеческих факторов и факторов окружающей среды, чем антенна на печатной плате. Две антенны обеспечивают лучшее расстояние от антенны до антенны в мультирадиоустройствах и превосходят антенны PCB при выборе оптимального типа антенны и соответствующей реализации.  

Вы должны проверить работу антенны в конечном, полностью практичном продукте, используя измерения OTA. В случае антенн на печатной плате сбои в оценке являются дорогостоящими и трудно устранимыми и требуют многочисленных итераций платы. Помните, что антенна на чипе — это отдельная деталь; поэтому вы можете легко и быстро улучшить ее. Вы можете изменить настройку и протестировать работу системы, изменив только часть антенны. Мы надеемся, что руководство по сравнению антенны на кристалле и антенны на печатной плате поможет вам выбрать правильную антенну для ваших встраиваемых конструкций.    

Hommer Zhao
Привет, я Хоммер, основатель WellPCB. На сегодняшний день у нас более 4000 клиентов по всему миру. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, вы можете связаться со мной. Заранее спасибо.

Услуги