PCB 안테나란 무엇인가요? 제조법? 최대한 자세하게 설명해주세요 감사합니다
안테나는 각종 스마트 기기에 꼭 필요한 중요한 부품으로, 무선을 사용하는 모든 기기에는 안테나를 사용해야 합니다. 이제 무선 시대입니다. 네트워크 라우터는 모두 무선 WIFI입니다. 컴퓨터와 휴대폰은 더 이상 인터넷에 연결하기 위해 네트워크 케이블이 필요하지 않습니다. 블루투스 헤드셋, 블루투스 마우스, 블루투스 키보드 등은 더 이상 전선이 없습니다. 중대한. .
일반적으로 안테나 선택에는 몇 가지 요소가 있는데, 성능 외에도 비용도 있기 때문에 안테나를 선택할 때 종합적으로 고려해야 한다. 오늘은 다양한 안테나의 디자인과 디자인 포인트에 대해 알려드리겠습니다.
안테나는 일반적으로 다음과 같은 유형이 있습니다.
첫 번째 유형의 PCB 온보드 안테나
이러한 종류의 안테나는 비용이 저렴하지만 성능은 조금 더 나빠지세요. PCB 온보드 안테나도 여러 형태로 제공됩니다.
a, Planar inverted F Antenna, 영어 약자는 PIFA입니다.
이 Inverted F Antenna의 PCB 설계에서 주의해야 할 사항은 무엇입니까? 이 무선 주파수 지식을 먼저 알고, Shonway는 이전에 출판된 기사입니다. 무선 주파수의 경우 어떤 구리박이나 전선도 단순한 전선으로 간주할 수 없습니다. 단락을 보면 많은 저항-커패시터 회로로 구성된 등가 회로입니다. , 그것은 무선 주파수의 단락이 아닙니다. 이러한 아이디어를 바탕으로 이 역 F 안테나의 PCB 설계를 살펴보겠습니다.
여기서 주의할 점은 6가지입니다
1. 이 역F 안테나는 무심코 그린 것이 아닙니다. 인터넷에 이런 종류의 안테나를 위한 특별한 라이브러리가 있습니다. 필요에 따라 켜세요. 공간이 부족할 경우 시뮬레이션을 통해 나만의 전용 안테나를 만들 수도 있습니다.
2. RF 공급점에서 나온 라인의 임피던스는 50Ω이어야 합니다.
3. 접지 공급점은 단단히 접지되어야 합니다.
4. 접지면은 반드시 접지 비아를 더 만들어야 합니다. 위 그림과 같이 비아의 간격이 적절하다면 Wolong Society의 Mr. Bubu Xiong이 작성한 기사를 찾아서 가져가면 됩니다. 보세요
5. 여기 안테나의 모든 구리 호일 층은 투명해야 합니다.
6. 안테나는 PCB 보드 모서리에 배치해야 하며 그림 2와 같이 3면이 비어 있는 것이 가장 좋습니다.
휴대폰의 안테나 평면형 역F안테나(Planar Inverted F Antenna)라고 하는데, 원칙적으로 RF 급전점(RF 급전점)으로 구성된 접지면 급전점(Ground Plane Feed Point)에 평면이 연결되어 있다. 위 그림 4의 왼쪽 하단 모서리에 있는 화살표는 역 F 안테나입니다. 이것도 역 F 구조이지만 휴대폰에 사용되는 안테나는 평면 구조를 사용하는데, 이 역 F 안테나는 PCB 온보드 안테나보다 성능이 훨씬 좋고, 가격도 저렴합니다. 휴대폰에 가장 적합한 안테나를 선택하세요.
실제로 이 평면은 휴대폰에 따라 다양한 모양을 갖고 있습니다. 원리는 평면 반전 F 구조입니다. 이 평면에서 하나는 RF에 연결되고 다른 하나는 접지 피드 포인트로 구성됩니다. 평면 반전 F 안테나.
위 사진은 다양한 휴대폰 안테나를 보여줍니다. 그 원리는 모두 평면형 역F 안테나입니다. 많이 배웠다면 마음에 드는 것을 기억하세요.
b, 역 L자형 PCB 온보드 안테나
아래 그림 7에서 볼 수 있듯이 그림 8은 역 L자형 안테나를 변형한 것이기도 합니다.
역 L자형 안테나에 대해 주의가 필요한 문제는 이전과 유사하므로 다시 설명하지 않겠습니다. 역 F형 안테나는 접지된 급전점을 가지며 주파수를 효과적으로 조정할 수 있기 때문에 역 F형 안테나로 사용됩니다.
시장에는 많은 PCB 온보드 안테나가 있으며 주로 위의 두 가지 유형이 있고 일부는 다른 유형입니다.
일부는 제조업체에서 직접 시뮬레이션을 통해 제작합니다.
두 번째 유형의 패치 세라믹 안테나
이런 종류의 안테나는 패치 구성 요소로 만들어집니다.
이런 종류의 안테나의 한쪽 끝은 RF에 연결되고 다른 쪽 끝은 접지되어 있습니다. 세라믹 안테나의 원리는 '안테나'라는 전극을 사용해 안테나와 지면 사이에 형성된 고주파 전기장을 전자기파로 변환해 방출해 먼 곳까지 전송하는 것이다.
PCB의 가장 좋은 레이아웃과 배선 방법은 다음과 같습니다
세라믹 패치 안테나를 보드 가장자리에 놓고 한쪽은 접지에 연결하고 다른 쪽은 RF 신호에 연결합니다 , 아래의 모든 구리 호일 층을 비우십시오 ((흰색 상자에 표시된 영역) 이런 식으로 네 방향 중 적어도 두 방향이 비어있어 안테나에 매우 좋은 영향을 미칩니다. 드릴하는 것을 잊지 마십시오. 접지된 구리 호일에 접지 비아를 연결하고 더 많은 구멍을 뚫습니다.
세 번째 유형의 막대 안테나
이 유형의 안테나는 아래 그림 14에 나와 있습니다. 이 유형의 안테나는 우주에 배치되며 가장 좋은 방사능을 갖습니다. 효과는 있지만 비용도 비싸다. 한 가지 점은 공간을 많이 차지하고, 케이스 외부에만 노출될 수 있다는 점이다.
이런 종류의 안테나에 대한 PCB 설계 시 주의해야 할 문제점
1. RF 리드가 짧은 경우 RF 신호 라인 아래의 모든 레이어가 깨끗해야 합니다. 리드선이 상대적으로 긴 경우 리드선의 임피던스를 조절해야 합니다. 다층 기판인 경우 그 아래의 두 번째 레이어를 지우고 다른 레이어를 배치해야 합니다. 완전한 구리를 사용한 다음 층간 기준의 임피던스를 접지로 설정합니다. (층간 기준을 사용해야 하는 이유는 의견란에 의견을 기재해 주십시오.) 임피던스는 그림 16과 같이 50Ω으로 제어됩니다. 오늘의 원본 헤드라인: Wolonghui IT Technology
2. 근처에 접지된 구리 호일을 단단히 접지해야 합니다. 즉, 더 많은 접지 구멍을 뚫어야 합니다.
블루투스 안테나 설계 역 F형 안테나:
역 F형 안테나의 안테나 본체는 유전 상수가 더 높은 절연 재료를 사용하는 경우 선형 또는 시트 모양일 수 있습니다. Bluetooth 안테나 크기를 줄일 수 있습니다. 역F형 안테나는 온보드 안테나의 일종으로 설계 비용이 저렴하지만 실제 응용 분야에서 가장 일반적인 유형입니다. 안테나는 일반적으로 PCB의 최상층에 배치되며 접지는 일반적으로 최상층 및 안테나 근처에 배치됩니다. 그러나 접지는 안테나 주변에 배치되어서는 안 되며 주변에 깨끗한 공간이 있어야 합니다.
블루투스 안테나 디자인: 미앤더 안테나 디자인:
미앤더 안테나의 길이는 결정하기 어렵습니다. 길이는 일반적으로 1/4파장보다 약간 길며, 기하학적 위상 공간과 적용 영역에 따라 길이가 결정됩니다. 미앤더형 안테나는 일반적으로 PCB 패키지, 즉 온보드 안테나입니다. Inverted F Type과 마찬가지로 안테나는 일반적으로 PCB의 최상층에 위치하며 접지는 일반적으로 최상층 및 안테나 근처에 배치됩니다. 그러나 접지는 안테나 주변에 배치되어서는 안 됩니다. 주변에 명확한 영역이 있습니다.
참고: 안테나 길이 계산 공식:
안테나 길이(미터) = (300/f)*0.25*0.96
여기서 f는 주파수(MHz)를 나타냅니다. , 0.96은 파장 단축율입니다
블루투스 안테나 길이는 약 300/2.4G*0.25*0.96으로 약 31mm입니다
블루투스 안테나 디자인 세라믹 안테나 디자인:
세라믹 안테나는 블루투스 기기에 적합한 또 다른 형태의 소형 안테나입니다. 세라믹 안테나의 종류는 블록 세라믹 안테나와 다층 세라믹 안테나로 구분됩니다. 세라믹 자체의 유전 상수는 PCB 회로 기판의 유전 상수보다 높기 때문에 세라믹 안테나를 사용하면 유전 손실 측면에서 안테나의 크기를 효과적으로 줄일 수 있으며, 세라믹 매체는 PCB 회로 기판의 유전 손실보다 작습니다. 저전력 소비에 매우 적합합니다. 블루투스 모듈에 사용됩니다.
PCB를 설계할 때 안테나 주변에 여유 공간을 남겨두는 것으로 충분하며, 구리를 적용하지 않도록 각별히 주의해야 한다.
블루투스 안테나 디자인 2.4G 로드 안테나 디자인:
2.4G 로드 블루투스 안테나는 크기가 크지만 전송 거리가 다른 안테나보다 강합니다. PCB를 설계할 때 위의 3가지 안테나 설계와 마찬가지로 안테나 주변에 빈 공간이 있어야 합니다.
블루투스 안테나 설계 관련 기타 주의사항:
1) 안테나의 신호(400MHz 이상의 주파수)는 쉽게 감쇠되므로 안테나와 주변 물체 사이의 거리가 멀어집니다. 접지는 최소한 선 너비의 3배보다 커야 합니다.
2) 마이크로스트립 라인 및 스트립 라인의 경우 특성 임피던스는 보드의 두께, 선폭, 비아 및 유전율과 관련됩니다.
3) 비아는 기생 인덕턴스를 생성하여 고주파 신호의 매우 큰 감쇠를 유발하므로 RF 라인을 라우팅할 때 비아를 사용하지 않는 것이 좋습니다.
스마트폰을 이용해 전화를 걸고, 문자를 보내고, 온라인 게임을 하고, 웨이보에 글을 올리는 등 매일매일 이어지는 일련의 커뮤니케이션 행위를 할 때, 이 모든 것이 '이것'을 통해 이루어진다고 생각해 본 적 있으신가요? 휴대폰의 안테나 모듈을 통해 달성됩니다. 안테나가 없으면 스마트폰은 독립형 게임기가 될 것입니다.
지금 사람들에게 휴대폰 안테나 이야기를 하면 “안테나? 내 휴대폰에는 안테나가 없는데, 어느 시대에 휴대폰에 안테나가 있었나요?”라고 묻는 분들도 있을 것입니다.
이마. . . . . . 아직도 안테나가 있습니다. 안경을 눈에 붙이는 것을 콘택트렌즈라고 합니다. 안테나를 휴대폰 안에 넣으면 내장 안테나라고 합니다.
간단히 말하면 일반적으로 내장 안테나에는 PIFA 안테나와 MONOPOLE 안테나 두 가지 유형이 있습니다.
PIFA 안테나의 환경 구조를 요구 사항에 맞게 설계하면 주로 측정하는 SAR(Specific Absorption Rate 특수 흡수율)을 포함하여 전기적 성능이 상당히 우수합니다. 휴대폰에서 인체에 흡수되는 방사선량) 표시기는 내장 안테나에 선호되는 솔루션입니다.
일정 두께의 휴대폰 제품, 접이식, 슬라이딩 커버, 스크류 커버, 캔디바 기계에 적합합니다.
MONOPOLE 안테나의 환경 구조를 요구 사항에 맞게 설계하면 전기적 성능이 높은 수준에 도달할 수 있습니다. 단점은 SAR이 약간 높다는 것입니다. 폴딩 및 슬라이딩 기계에는 적합하지 않지만 직선 기계 및 초박형 직선 기계에는 장점이 있습니다.
여러가지 휴대폰에 내장된 안테나를 살펴보겠습니다.
삼성 갤럭시노트2:
하단의 흰색 부분이 안테나 모듈이다.
삼성 Galaxy S5:
빨간색: SWEP GRG28 안테나 스위칭 모듈
주황색(대형): Qualcomm WTR1625L RF 트랜시버
주황색( 소형): Qualcomm WFR1620 수신기
iPhone 4S도 휴대폰 하단에 안테나를 배치하지만 Note2와는 달리 외부 금속 안테나도 있습니다.
아이폰6의 안테나는 휴대폰 상단으로 옮겨졌고, 마찬가지로 메탈 백 케이스도 잔인하게 분할됐다.
최초의 휴대폰에는 외부 안테나가 있었는데, 이는 저주파 아날로그 신호 안테나였습니다. 이 디자인은 현재까지도 무전기에 사용됩니다.
2G 시대에도 NOKIA부터 시작하여 얇은 스테인레스판에 안테나를 찍어서 만든 것인데 나중에 원가 절감을 위해 FPC(Printed Circuit Board)로 대체한 것이 FPC의 특징입니다. 부드럽고 곡면에 부착할 수 있으며 회전도 가능하여 공간 활용도가 높습니다. FPC 안테나는 현재까지 여전히 주류 안테나 기술입니다.
나중에 개발됨에 따라 LDS 안테나 기술은 특수 처리된 몰딩 소재에 직접 적용하는 기술로 개발되었으며, 안테나의 레이저 조각은 현재 중저가 휴대폰에 많이 사용되는 기술로 주로 메인 안테나에 내장되어 있습니다. 공간을 절약하기 위해 스피커 상자와 함께.
오늘날 휴대폰의 통신 기능은 매우 복잡하기 때문에 다양한 기능을 가진 안테나는 다양한 기술로 설계되고 사용되어야 합니다. 다음 다이어그램:
MIMO
다중 입력 다중 출력(Multi-input Multi-output;
MIMO)은 다중 입력 다중 출력을 설명하는 데 사용되는 방법입니다. -안테나 무선 통신 시스템 송신기에서 다중 안테나를 사용하여 독립적으로 신호를 전송하고, 동시에 수신기에서 다중 안테나를 사용하여 원본 정보를 수신하고 복원할 수 있는 추상적인 수학적 모델입니다. 다중화.
MIMO는 대역폭이나 총 전송 전력 소비를 늘리지 않고도 시스템의 데이터 처리량과 전송 거리를 크게 늘릴 수 있습니다. MIMO의 핵심 개념은 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나가 제공하는 공간적 자유도를 활용하여 무선 통신 시스템의 스펙트럼 효율을 효과적으로 향상시켜 전송 속도를 높이고 통신 품질을 향상시키는 것입니다.
MIMO 기술은 무선 통신 네트워크에서 기지국과 통신하는 데 사용될 수 있으며, WiFi 네트워크에서 무선 라우터와 통신하는 데에도 사용될 수 있습니다. 우리는 일반적으로 A*B MIMO를 사용하여 2*2와 같은 안테나 수를 나타냅니다.
MIMO는 전송 채널 2개, 수신 채널 2개를 의미하며 이론적인 전송 용량은 SISO의 두 배입니다.
향후 5G 네트워크에서는 단말기가 일반적으로 더 많은 MIMO 기술을 채택할 것으로 예상됩니다.
5G 시대의 안테나: 크기는 그대로, 수량은 증가
안테나는 전자파 신호를 송수신하는 데 사용되는 무선 통신 장비의 중요한 구성 요소입니다. 안테나는 지정된 길이의 와이어로 PCB(Printed Circuit Board), FPC(Flexible Circuit Board)로 제작 가능합니다.
안테나의 길이는 무선 신호의 파장과 밀접한 관련이 있습니다. 예를 들어 2G의 900Mhz 주파수 대역에서는 일반적인 요구 사항이 1/4 또는 1/2입니다. 시대에는 전자파 파장이 20~30cm, 안테나 크기는 7.5cm 정도다.
현재 4G 통신 대역은 0.8~2.6GHz이며, 5G에서 사용하는 주요 통신 주파수 대역 역시 6GHz 미만이다. 따라서 5G
Sub-6G 주파수 대역을 사용하는 휴대폰 안테나의 크기는 크게 변하지 않으며 여전히 센티미터 수준입니다.
그러나 5G는 더 빠른 속도 요구 사항을 충족하기 위해 더 많은 안테나를 사용합니다. 즉, MIMO 기술을 예로 들면 4×4 MIMO에는 4개의 송신기 안테나와 4개의 컬렉터 안테나가 있습니다.
안테나 수가 늘어나면 여러 안테나 사이의 모양을 재배치해야 하며, 더 나은 효율성을 달성하려면 휴대폰 뒷면 커버와 배선에 새로운 요구 사항을 적용해야 합니다. Huawei mate30 pro
5G에는 14개의 5G 안테나를 포함해 21개의 안테나가 통합되어 있습니다.