Chipantenne vs. PCB-antenne:een vergelijkingsgids

Het begrijpen van de chipantenne versus PCB-antennevergelijking is belangrijk bij het kiezen van antennes voor uw embedded ontwerpen. Uw elektronische apparaat heeft een antenne nodig om verbinding te maken via radiofrequentie (RF). De typische voorbeelden van RF-apparaten in de wereld van elektronische productie zijn walkie-talkie Bluetooth-gadgets en satellietcommunicatie. Antennes zijn het belangrijkste ingrediënt in RF-gadgets en kunnen hun prestaties aanzienlijk beïnvloeden. Superprestaties, kleinere afmetingen en lage kosten zijn de belangrijkste vereisten voor moderne RF-toepassingen.

Wat betreft de vergelijking van de chipantenne versus de PCB-antenne, zal het helpen als u een PCB-tracantenne overweegt bij het minimaliseren van de volledige apparaatkosten. Aan de andere kant bieden keramische chipantennes efficiënte algemene prestaties met betrekking tot miniaturisatie en prestaties. Dit artikel graaft diep in het debat over chipantenne versus PCB-antenne. Het bespreekt de voor- en nadelen van elk van hen en de ontwerpvereisten waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van de juiste antennes voor gebruik in uw ontwerp.

1. Wat is een keramische chipantenne?

Bij het vergelijken van een chipantenne versus een PCB-antenne, moet u de keramische chipantennes erkennen voor hun minder ruimtelijke behoeften. Bovendien kunt u ze eenvoudig in printplaten opnemen om hoogfrequente elektromagnetische frequenties te genereren. Desalniettemin hebben ze een beperkt RF-bereik, waardoor ze ideaal zijn voor kleine gadgets, zoals wifi-routers en smartphones. Over het algemeen produceren en ontvangen chipantennes radiofrequenties net als andere antennes. Het is alleen dat ze kleiner zijn in vergelijking met PCB-antennes. Het zijn echter hun kleine afmetingen waarmee u ze effectief in elektronische producten kunt monteren. Bovendien zijn het goedkopere alternatieven als u de productkwaliteit niet wilt opofferen.

2. Wat is een PCB-traceerantenne?

Een PCB-traceringsantenne bestaat uit een spoor dat rechtstreeks op een printplaat wordt getekend. Het is essentieel om te beseffen dat het type antenne en de benodigde ruimte het spoortype bepalen. De PCB-sporen die u kunt gebruiken, zijn onder meer omgekeerde F-vormige sporen, rechte, gebogen, meanderende en cirkelvormige sporen.

Over het algemeen fungeert een PCB-traceringsantenne als een draadloze communicatiemethode. Bovendien moet u tijdens de fabricage van PCB's uw spoor op het bordoppervlak lamineren. Maar soms bedekken PCB-sporen vele lagen, vooral in meerlagige PCB's.

3. Keramische chipantenne vs. PCB-antenne:voor- en nadelen

3.1 Keramische Chip Antenne

Pluspunten

In het debat over chipantenne versus PCB-antenne valt niet te ontkennen dat het gebruik van een keramische chip-antenne tal van voordelen biedt. Het maakt met name de noodzaak voor dure prototypeproductie en simulatiesoftware overbodig. De netwerkafstemmingscapaciteit van de antenne en de afwezigheid van fysieke eigenschappen garanderen bovenstaande voordelen. Ceramic Chip-antennes bieden meer voordelen, zoals:

• Ze komen als afzonderlijke onderdelen.
• Je kunt gemakkelijk kleine formaten en talloze configuraties krijgen voor verschillende ontwerpen.
• De nabijheid van andere onderdelen veroorzaakt geen nadelige effecten zoals bij PCB Trace-antennes.
• Omgevings- en menselijke factoren veroorzaken een verwaarloosbare impact op Chip-antennes in vergelijking met Trace-antennes.
• Ze bieden flexibele afstemmings- en testalternatieven.
• Je kunt gemakkelijk ontwerpwijzigingen doorvoeren.

Nadelen

Zoals al het andere in deze wereld hebben keramische antennes ook hun duistere kant. Hieronder staan ​​de nadelen van keramische PCB's:

• De initiële antenne- en logistieke kosten kunnen duurder zijn dan die van een PCB Trace-antenne.
• Je hebt enige kennis van RF nodig voor een optimale implementatie.
• Het heeft een lagere prestatie dan een traceerantenne.

3.2 PCB-traceringsantenne

Pluspunten

De voorstanders van het Chip-antenne versus PCB-antennedebat stellen dat een traceringsantenne moeilijk toe te passen, te creëren en af ​​te stemmen is. Dit geldt met name in een consistente en kleine operatie. Bovendien bepalen, net als een draadantenne, de uiteindelijke bandbreedtefrequenties de grootte van een traceringsantenne. Hieronder staan ​​de belangrijkste voordelen van een PCB-traceerantenne.

• De productiekosten zijn laag omdat u de tracering integreert in het productieproces van uw karton.
• Een traceerantenne kan een grote bandbreedte aan wanneer deze maximaal is afgestemd.
• De PCB-traceringsstructuur is eenvoudig en aangezien u de antenne op het oppervlak plaatst, is het structuurprofiel relatief dun.
• Het biedt betere sterktecapaciteiten en netwerkbetrouwbaarheid.
• Je kunt het tijdens de productie gemakkelijk in je printplaat steken.

Nadelen

Dit zijn de nadelen van een Trace-antenne:

• Het is moeilijk te creëren, vooral bij minimale frequenties.
• Een trace-antenne is zeer gevoelig voor aanpassingen aan de PCB-layout, waardoor na elke wijziging of reproductie moet worden afgesteld.
• Het vereist voldoende ruimte, meer nog bij minimale frequenties.
• De behoefte aan een grotere bordruimte verhoogt de ontwerpkosten.
• Ze zijn gevoelig voor menselijke en omgevingsfactoren.

4. Chip-antenne vs. PCB-antenne:ontwerptips voor ingebedde antenne

Antennes zijn essentiële onderdelen van het draadloze systeem. De meeste ontwerpers beschouwen ze echter vaak als een bijzaak. Het plannen van uw antenne-ontwerp aan het begin van uw productieproces zal profiteren van de productprestaties. Bovendien elimineert het ook vertragingen en reproducties in de latere fasen. Hieronder vindt u enkele cruciale tips om u te helpen bij de voorbereiding van een embedded antenne-ontwerp.

4.1 Materialen

Of u nu de antennestructuur op een bord, plastic of gestanst metaal kerft, zorg ervoor dat deze materialen stabiele dialectische eigenschappen hebben. Goedkope diëlektrische FR4-plaatmaterialen verschillen aanzienlijk van leverancier tot leverancier. Daarom moet u uw plaatmateriaal vanaf het begin specificeren.

4.2 Natuurkundige suggesties

Om ervoor te zorgen dat uw elektronische apparaat een hoog prestatiebereik heeft, heeft u een effectief antennesysteem nodig. Bovendien moet u voldoende ruimte voor het antennesysteem toestaan. Neem daarom deel aan de beginfase van de productiecyclus van uw gadget. Zo kunt u de ontwerpkeuzes bespreken en overeenkomen. U krijgt ook de kans om eventuele compromissen uit de weg te ruimen.

4.3 Productlocatie

Wanneer u een antenne aan de uiterste uiteinden van uw product plaatst, wordt deze gevoelig voor de directe omgevingsomstandigheden. Daarom moet u overwegen hoe u uw product wilt gebruiken en waar u het wilt plaatsen. U moet er bijvoorbeeld voor zorgen dat uw antenne niet wordt bedekt door de handen van de eindgebruiker wanneer deze op natuurlijke wijze wordt vastgehouden voor een handheld-gadget. Vraag uzelf bij aan de muur gemonteerde apparaten af ​​of de consumenten ze op metalen onderdelen zullen bevestigen. Dit komt omdat metalen oppervlakken de productprestaties aanzienlijk beïnvloeden.

4.4 Behuizingen en coatings

Bedek uw antenne niet in een metalen behuizing en gebruik geen metalen coating voor een hoge antenneprestatie. Neem daarnaast contact op met uw mechanische en ID-collega's in uw bedrijf om ervoor te zorgen dat de regio rond uw antenne vrij is van potentieel storende materialen.

4.5 Interne structuren

De locatie van de binnenste metalen assemblages ten opzichte van de antenne is ook van invloed op de productprestaties. In draagbare gadgets is de batterij bijvoorbeeld het belangrijkste onderdeel van de algemene vergadering. Daarom moet u de locatie en functie ervan definiëren in uw antenneontwerp.

4.6 Antennegewicht

Als je het hebt over een ingebouwde antenne, heb je het over een fysiek onderdeel. Bijvoorbeeld het uitgesneden deel van de PCB of het gemetalliseerde plastic gedeelte van de behuizing. Maar in de meeste gevallen vormt dit een enkel antennesysteemgedeelte. De hoofdsysteemgrond bestaat uit de resterende helft. Aangezien dit meestal de aarding van het primaire bord is, moet u zorgen voor voldoende gewicht om de antenne op de juiste manier te laten trillen.

4.7 Circuitgevoeligheid EMI/RFI

Draadloze systemen omvatten zenders en ontvangers. De zender kan interfereren met het aangrenzende circuit. Dit maakt de ontvanger kwetsbaar voor interferentie van de lokale circuits. Daarom moet u uw antenne relatief ten opzichte van gevoelige circuits plaatsen om hoge draadloze productprestaties te bereiken.

5. Chipantenne vs. PCB-antenne:Uitdagingen voor ontstemming van antennefrequentie tijdens testen

Aangezien de kaartlay-out de antenneprestaties aanzienlijk beïnvloedt, moet u deze afstemmen om maximale systeemprestaties te bereiken. Het is essentieel om te beseffen dat een geschikte aanpassing van de elektrische weerstand een volledige frequentietransmissie in de juiste band produceert.

Bij trace-antennes is het moeilijk voor u om afstemming uit te voeren en maximale prestaties te bereiken, aangezien het antenneontwerp neigt naar het algemene bordontwerp. Bovendien maakt de minimale permittiviteit van de diëlektrische kaart de antenne te kwetsbaar voor ontwerpwijzigingen en tolerantievarianten. In dergelijke gevallen moet u uw PCB opnieuw draaien om maximale antenneprestaties te bereiken.

Met keramische antennes kunt u overeenkomende aspecten variëren om tegemoet te komen aan de ingebouwde ontstemming. De meeste ingenieurs geven de voorkeur aan de Π-type methode, omdat deze de beste flexibiliteit biedt met betrekking tot het afstemmen van de werkbandbreedte.

Bij het ontwerpen van uw favoriete matching-netwerk, kunt u een Vector Network Analyzer (VNA) gebruiken om uw PCB-testcircuit te beoordelen. Bovendien helpt de VNA u bij het vaststellen van de ingangsweerstand van de antenne. U kunt de S-parameter, de VSWR-band, vinden om de efficiëntie van uw keramische antenne op de PCB te krijgen.

WellPCB biedt optimalisatiediensten voor keramische antennes. Ons RF-personeel zal het matching-netwerk aanpassen aan de weerstand van uw voorkeur met behulp van geavanceerde technologie voor maximale prestaties. Het is belangrijk op te merken dat matching de antenne-efficiëntie verbetert voor de geselecteerde bandbreedte in de werkomgeving van het product. Ons personeel evalueert ook ontwerplay-outs voor correct gebruik van PCB-ruimte.

Laatste gedachten over chipantenne vs. PCB-antennevergelijking

Wat betreft de vergelijking van de chipantenne versus de PCB-antenne, ervaart een chipantenne minder ontstemming van menselijke en omgevingsfactoren dan een PCB-antenne. Twee antennes bieden een betere afstand tussen antennes in multi-radio-apparaten en overtreffen PCB-antennes bij het kiezen van het optimale antennetype en het dienovereenkomstig implementeren.

U moet de prestaties van uw antenne testen in het uiteindelijke, volledig praktische product met behulp van OTA-metingen. Met PCB-antennes zijn beoordelingsfouten kostbaar en uitdagend om op te lossen en zijn er talloze borditeraties nodig. Onthoud dat de Chip-antenne een apart onderdeel is; daarom kunt u het gemakkelijk en snel verbeteren. U kunt de afstemming verdraaien en de systeemprestaties testen door alleen het antennegedeelte aan te passen. We hopen dat de vergelijkingsgids voor chipantenne versus PCB-antenne u zal helpen bij het kiezen van de juiste antenne voor uw embedded ontwerpen.