Antena de chip vs. Antena PCB:um guia de comparação

Compreender a comparação de antena de chip vs antena de PCB é importante na escolha de antenas para seus projetos incorporados. Seu dispositivo eletrônico precisa de uma antena para se conectar por meio de radiofrequência (RF). Os exemplos típicos de dispositivos de RF no mundo da fabricação eletrônica são dispositivos habilitados para walkie-talkie Bluetooth e comunicações via satélite. As antenas são o ingrediente principal em dispositivos de RF e podem influenciar significativamente seu desempenho. Super desempenho, redução de tamanho e baixo custo são os principais requisitos para aplicações de RF modernas.

Em relação à comparação da antena do chip com a antena do PCB, ajudará se você considerar uma antena de rastreamento do PCB ao minimizar o custo total do dispositivo. Por outro lado, as antenas Ceramic Chip fornecem desempenho geral eficiente em relação à miniaturização e desempenho. Este artigo se aprofunda no debate sobre antena de chip Vs antena PCB. Ele discute os prós e contras de cada um deles e os requisitos de projeto que você deve considerar ao escolher a antena certa para usar em seu projeto.

1. O que é uma antena de chip de cerâmica?

Ao comparar uma antena de chip com uma antena de PCB, você deve reconhecer as antenas de chip de cerâmica por suas necessidades espaciais menores. Além disso, você pode facilmente incluí-los em placas de circuito para gerar frequências eletromagnéticas de alta frequência. No entanto, eles têm alcances de RF limitados, tornando-os ideais para pequenos gadgets, como roteadores Wi-Fi e smartphones. De modo geral, as antenas de chip produzem e recebem frequências de rádio como outras antenas. É só que eles são menores em tamanho em comparação com as antenas PCB. No entanto, são seus pequenos tamanhos que permitirão montá-los dentro de produtos eletrônicos de forma eficaz. Além disso, são alternativas mais baratas quando não se quer sacrificar a qualidade do produto.

2. O que é uma antena de rastreamento de PCB?

Uma antena de rastreamento de PCB consiste em um rastreamento desenhado diretamente em uma placa de circuito. É essencial perceber que o tipo de antena e os requisitos de espaço determinam o tipo de traço. Os traços de PCB que você pode usar incluem traços em forma de F invertido, traços retos, curvos, sinuosos e circulares.

Geralmente, uma antena de rastreamento de PCB atua como um método de comunicação sem fio. Além disso, durante a fabricação do PCB, você deve laminar seu traço na superfície da placa. Mas às vezes os traços de PCB cobrem muitas camadas, especialmente em PCBs de várias camadas.

3. Antena de chip de cerâmica vs. Antena PCB:prós e contras

3.1 Antena de chip de cerâmica

Prós

No debate antena Chip Vs antena PCB, é inegável que o uso de uma antena Chip Cerâmico apresenta inúmeros benefícios. Especificamente, ele remove a necessidade de software de simulação e produção de protótipos caros. A capacidade de sintonia de rede da antena e a ausência de propriedades físicas garantem os benefícios acima. As antenas de chip de cerâmica oferecem mais benefícios, como:

• Eles vêm como partes separadas.
• Você pode facilmente obter tamanhos pequenos e várias configurações para diferentes designs.
• A proximidade com outras partes não cria efeitos adversos como nas antenas PCB Trace.
• Fatores ambientais e humanos causam impactos insignificantes nas antenas Chip em comparação com as antenas Trace.
• Eles oferecem alternativas flexíveis de ajuste e teste.
• Você pode introduzir facilmente modificações de design.

Contras

Como qualquer outra coisa neste mundo, as antenas de cerâmica também têm seu lado escuro. Abaixo estão os contras de PCBs de cerâmica:

• A antena inicial e os custos de logística podem ser mais caros do que os de uma antena PCB Trace.
• Você precisa de algum conhecimento de RF para uma implementação ideal.
• Tem um desempenho inferior ao de uma antena de rastreamento.

Antena de rastreamento de PCB 3.2

Prós

Os defensores do debate antena Chip vs antena PCB argumentam que uma antena de rastreamento é difícil de aplicar, criar e ajustar. Isso é particularmente verdadeiro em uma operação consistente e pequena. Além disso, como uma antena de fio, as frequências de largura de banda finais determinam o tamanho de uma antena de rastreamento. Abaixo estão os principais benefícios de uma antena de rastreamento de PCB.

• Os custos de produção são baixos, pois você integra o traço em seu processo de fabricação de placas.
• Uma antena de rastreamento pode acomodar uma ampla largura de banda quando sintonizada ao máximo.
• A estrutura de rastreamento do PCB é simples e, como você coloca a antena na superfície, o perfil da estrutura é relativamente fino.
• Ele oferece melhores capacidades de resistência e confiabilidade de rede.
• Você pode inseri-lo facilmente em seu PCB durante a produção.

Contras

Estes são os contras de uma antena Trace:

• É difícil criar, principalmente em frequências mínimas.
• Uma antena de rastreamento é altamente propensa a modificações no layout do PCB, exigindo ajuste após cada alteração ou reprodução.
• Demanda amplo espaço, mais ainda em frequências mínimas.
• A necessidade de um espaço maior no quadro aumenta as despesas de design.
• Eles são suscetíveis a fatores humanos e ambientais.

4. Antena Chip vs. Antena PCB:Dicas de design de antena incorporada

As antenas são componentes essenciais do sistema sem fio. No entanto, a maioria dos designers geralmente os considera como uma reflexão tardia. O planejamento do projeto da antena no início do processo de fabricação capitalizará o desempenho do produto. Além disso, também eliminará atrasos e reproduções nas fases posteriores. Abaixo estão algumas dicas cruciais para ajudá-lo na preparação de um projeto de antena embutida.

4.1 Materiais

Se você esculpir a estrutura da antena em uma placa, plástico ou metal estampado, certifique-se de que esses materiais tenham propriedades dialéticas estáveis. Materiais de placa FR4 dielétrico de baixo custo diferem significativamente de um fornecedor para outro. É por isso que você deve especificar os materiais do seu quadro desde o início.

4.2 Sugestões de Física

Para garantir que seu dispositivo eletrônico tenha uma alta faixa de desempenho, você precisa de um sistema de antena eficaz. Além disso, você deve permitir um espaço adequado do sistema de antena. Portanto, participe dos estágios iniciais do ciclo de produção do seu gadget. Isso permitirá que você discuta e concorde com as opções de design. Você também terá a oportunidade de se livrar de quaisquer compromissos potenciais.

4.3 Localização do produto

Quando você coloca uma antena nas extremidades do seu produto, ela se torna sensível às condições ambientais imediatas. Portanto, você deve considerar como planeja usar seu produto e onde pretende localizá-lo. Por exemplo, você deve garantir que sua antena não seja coberta pelas mãos do usuário final quando segurada naturalmente para um dispositivo portátil. Para dispositivos de parede, pergunte-se se os consumidores os fixarão em peças metálicas. Isso ocorre porque as superfícies metálicas afetam significativamente o desempenho do produto.

4.4 Carcaças e Revestimentos

Não cubra sua antena em um invólucro metálico ou use um revestimento metálico para obter um alto desempenho da antena. Além disso, entre em contato com seus colegas mecânicos e de identificação em sua empresa para garantir que a região ao redor de sua antena esteja livre de quaisquer materiais potencialmente perturbadores.

4.5 Estruturas internas

A localização dos conjuntos metálicos internos em relação à antena também influencia no desempenho do produto. Por exemplo, em gadgets vestíveis, a bateria é o principal componente da montagem geral. Portanto, você deve definir sua localização e função no projeto de sua antena.

4,6 Peso da antena

Quando você fala de uma antena embutida, está se referindo a um componente físico. Por exemplo, a parte esculpida da placa de circuito impresso ou a seção plástica da caixa metalizada. Mas na maioria dos casos, isso forma uma única porção do sistema de antena. O aterramento do sistema principal consiste na metade restante. Como este geralmente é o aterramento da placa primária, você deve garantir peso suficiente para permitir que a antena vibre adequadamente.

4.7 Sensibilidades do circuito EMI/RFI

Os sistemas sem fio compreendem transmissores e receptores. O transmissor pode interferir no circuito adjacente. Isso torna o receptor vulnerável à interferência dos circuitos locais. Portanto, você deve posicionar sua antena em relação aos circuitos sensíveis para obter um alto desempenho do produto sem fio.

5. Chip Antena Vs. Antena PCB:Desafios de dessintonização de frequência da antena durante o teste

Como o layout da placa afeta significativamente o desempenho da antena, você precisa ajustá-la para obter o desempenho máximo do sistema. É essencial perceber que a correspondência de resistência elétrica apropriada produz transmissão de frequência total na banda apropriada.

Com antenas de rastreamento, como o design da antena está inclinado ao design geral da placa, é difícil realizar o ajuste e estabelecer o desempenho máximo. Além disso, a permissividade mínima do painel dielétrico torna a antena muito vulnerável a alterações de projeto e variantes de tolerância. Nesses casos, você precisa girar novamente o PCB para obter o desempenho máximo da antena.

Com antenas de cerâmica, você pode variar os aspectos correspondentes para atender à dessintonização incorporada. A maioria dos engenheiros prefere o método do tipo Π, pois fornece a melhor flexibilidade em relação ao ajuste da largura de banda de trabalho.

Ao projetar sua rede de correspondência preferida, você pode usar um Vector Network Analyzer (VNA) para revisar seu circuito de teste de PCB. Além disso, o VNA o ajudará a estabelecer a resistência de entrada da antena. Você pode encontrar o parâmetro S, a banda VSWR, para obter a eficiência da sua antena de cerâmica no PCB.

WellPCB fornece serviços de otimização de antenas cerâmicas. Nosso pessoal de RF ajustará a rede correspondente à sua resistência preferida usando tecnologia de ponta para obter o máximo desempenho. É importante observar que a correspondência aumenta a eficiência da antena para a largura de banda selecionada no ambiente de trabalho do produto. Nosso pessoal também avalia os layouts de projeto para o uso adequado do espaço de PCB.

Considerações finais sobre a antena do chip vs. Comparação de antenas PCB

Em relação à comparação de antena de chip vs antena de PCB, uma antena de chip sofre menos dessintonização de fatores humanos e ambientais do que uma antena de PCB. Duas antenas oferecem melhor distância entre antenas em dispositivos multi-rádio e superam as antenas PCB ao escolher o tipo de antena ideal e implementá-lo de acordo.

Você deve testar o desempenho da sua antena no produto final, totalmente prático, usando medições OTA. Com antenas PCB, as falhas de avaliação são caras e difíceis de resolver e exigem várias iterações de placa. Lembre-se, a antena do chip é uma parte separada; portanto, você pode melhorá-lo fácil e rapidamente. Você pode torcer o ajuste e testar o desempenho do sistema modificando apenas a parte da antena. Esperamos que o guia de comparação de antenas de chip Vs PCB o ajude a escolher a antena certa para seus projetos incorporados.