Ich verwende eine Inverted-F-Antenne auf einem Bluetooth Low Energy-Peripheriegerät/-Gerät, das ich entwerfe, und bin mir nicht sicher, wie ich die Grundplatte entwerfen soll.
Die Grundplatte sollte weder "zu groß" noch "zu klein" sein, die empfohlenen Abmessungen sind in einem CSR-Anwendungshinweis beschrieben. Allerdings habe ich 4 Layer, die mittleren sind für VDD und für GND, aber die äußeren haben auch eine Groundplane.
Handelt es sich bei der Bezugnahme auf "Antennengrundebene" nur um die Grundebene der inneren Schicht oder der Gesamtschichten?
Im Zusammenhang mit einer HF-Antenne bezieht sich „Masseebene“ auf ein ebenenartiges leitfähiges Objekt in der Nähe der Antenne, das beispielsweise bei UKW-Sendemasten tatsächlich der Boden ist. Wie die Art mit Schmutz, auf dem du gehst.
Denn leitfähige Dinge reflektieren im Allgemeinen elektromagnetische Wellen. Das bedeutet auch, dass sie sie daran hindern, auf die andere Seite zu gelangen. Um es ausdrücklich klarzustellen, dürfen Sie auf keiner Schicht oder auf der gegenüberliegenden Seite unter der Antenne überhaupt Kupfer haben . Dies ist die „kupferfreie Zone“ in den meisten App-Notizen. Auch die Endpunkte der Antenne müssen über einen gewissen Abstand von leitfähigem Material freigehalten werden. Ich würde empfehlen, dass die gesamte Breite der Platine oberhalb der Kante der Masseebene des Feeders frei von leitenden Elementen ist. Was glücklicherweise wahrscheinlich der Fall ist, wenn es sich um einen USB-Dongle handelt.
Nun, im Fall einer invertierenden f-Antenne hilft es zu verstehen, wie sie tatsächlich funktionieren.
Strom, der in das eigentliche Antennenbit fließt, wird innerhalb der Masseebene gespiegelt, und dies erzeugt ein elektrisches Feld. Die Masseebene ist also wirklich nur der andere Pol eines Dipols. Die Grundebene fungiert als asymmetrischer Pol und erhöht die Bandbreite, aber zum größten Teil erfolgt der Stromfluss, auf den es ankommt, vollständig am Rand der Grundebene, parallel zum Rückgrat des F. Die Höhe (Abmessung rechts Winkel zum Rückgrat des F) der Grundebene ist unwichtig. Es ist in Ordnung, wenn es die Masseebene für die gesamte Höhe der Platine ist (mit Ausnahme der kupferfreien Zone um die Antenne natürlich).
Das ist gut, denn es macht unser Leben ein wenig einfacher. Die einzige Dimension, die wirklich zählt, ist die Länge/Breite der Grundebene oder parallel zum Rückgrat des F. Dies ist die Länge der Kante, die unsere andere Hälfte des Dipols bildet. Und die Antwort ist ziemlich einfach:
So nah wie möglich an λ/4 breit. Dies ist immer der Abstand des L-Teils des F. Daher ist er im Allgemeinen etwas breiter als die Länge des F in Rückenrichtung. Wenn es kleiner ist, verlieren Sie Bandbreite. Wenn es größer ist, erhalten Sie ein zunehmend mehrkeuliges Strahlungsdiagramm. Für ein schönes, omnidirektionales Muster ist eine Viertelwellenlänge am besten.
Beachten Sie, dass es hier nur um diese Kantenströme geht, Sie können "schummeln", indem Sie die Grundebene entlang dieser Kante kreativ schlitzen.
Denken Sie schließlich daran, dass die Ebene der andere Pol eines Dipols ist. Sie möchten also, dass es frei von leitenden Dingen ist, die die Sicht auf den freien Raum behindern. Idealerweise würden Sie die Grundebene aus zwei Ebenen machen, eine auf der oberen Schicht und die andere auf der unteren Schicht, und mit Durchkontaktierungen entlang der Kante parallel zum Rückgrat des F zusammengenäht werden. Dies ist jedoch selten praktikabel, daher besteht ein guter Kompromiss darin, eine Ebene auf einer der äußersten Schichten (oben oder unten) als Masseebene und dann eine zweite Masseebene auf einer inneren Schicht so nahe am gegenüberliegenden Ende zu haben des Stapels. Bei einer 4-Lagen-Platine wären dies die Lagen 2 und 4 oder alternativ 1 und 3. Auf diese Weise ist auf beiden Seiten so wenig Mist im Weg, dass eine Seite unbedeckt ist und die andere nur die Komponentenlage enthält. Am Rand natürlich zusammennähen.
Außerdem sind diese Art von CAD-fähigen Antennen im Zweifelsfall erstklassige Kandidaten für Antennensimulationssoftware. Aufgrund ihrer relativen Einfachheit können Sie im Allgemeinen davon ausgehen, dass Simulationen (Wortspiel beabsichtigt) die tatsächliche Leistung der Antenne gut genug für eine grundlegende Leistungsprüfung des Designs widerspiegeln. Aber PIFAs sind im Allgemeinen so einfach, dass sie nicht einmal dies benötigen.
Ich weiß, dass dies wahrscheinlich eine längere Antwort war, als Sie gesucht haben, aber es ist immer hilfreich zu verstehen, was wirklich mit Antennen passiert, da dies verhindern kann, dass potenzielle Probleme übersehen und vermieden werden. Wie auch immer, ich hoffe, das hat geholfen!
Tomnexus