Área de afastamento / manutenção de PCBs em torno da antena sem fio

Suponha que uma antena PCB ou antena de chip esteja integrada ao design de uma placa com um IC sem fio, por exemplo, um módulo Zigbee ou Bluetooth.

Quais são algumas orientações sobre a área de liberação / manutenção no PCB que deve ser alocada ao redor da antena, de modo a garantir uma transmissão e recepção eficazes?

Exemplo : Na imagem a seguir de uma PCB (extraída das imagens do Google), há um conector USB situado bem próximo à antena da PCB:

Eu presumo que, como o design de RF é um campo muito significativo, deve haver regras práticas baseadas na teoria e na prática a esse respeito (eu entendo que existem muitos fatores baseados em casos que desempenham um papel, então essa questão é apenas para para algumas sugestões úteis genéricas).

Em particular:

1. Até que ponto a folga deve ser mantida? Por exemplo, é fundamental manter mais de 10 mm de área livre horizontalmente de cada extremidade da antena?

2. Em que direções axiais / angulares a folga é mais importante? Por exemplo, presumo que a Zona de Fresnel desempenha um papel aqui, então existe um cone ou certo ângulo máximo dentro do qual a folga é mais pertinente?

3. Quais das alternativas a seguir são mais críticas para "ficar de fora" na área de saída?

   • objetos metálicos grandes, como pinos de cabeçalho ou conectores USB, etc.
   • derramar cobre em pó
   • quaisquer vestígios de cobre
   • tudo acima?

1) Tanto quanto possível. Se possível, nada deve ficar ao lado do dispositivo o máximo de mm possível

2) Isso depende da antena usada e do seu padrão de radiação (onde estão os lobos). Você quer interferir o mínimo possível com esses lóbulos

3) Qualquer metal deve ser mantido fora. Os traços de cobre podem piorar as coisas, pois causam ruído e podem falhar na certificação da FCC.

A realidade nas respostas é essa. Dê a maior folga possível e, acima de tudo, siga as regras do fabricante. Se um determinado produto pode dar apenas 5 mm de folga, é o que é. Isso afetará o padrão de radiação, mas quanto é difícil dizer, a menos que simulações complexas ou câmara anaecóica sejam usadas.

Como ponto de referência, observe os pequenos transceptores USB vendidos com o Wireless Mice. O transceptor está dentro do conector USB real, com apenas a antena saindo. Para fins de marketing / design, eles mantiveram-no muito curto e geralmente se safam, embora o intervalo não seja o melhor. Mas, para a aplicação em que o mouse está a apenas alguns metros, é bom.

Fiz alguns produtos com roteamento muito apertado e localização da antena. Quando as coisas ficaram muito ruins e os efeitos do metal ao redor da antena ou do roteamento causaram a queda de pacotes, a solução foi mover a antena. Basicamente, use um conector U.FL ou similar com um pequeno cabo de 50 ohms (especialmente construído) e coloque a antena em outro local ou faça uma antena personalizada que possa fornecer o padrão de radiação desejado.

Portanto, no final, o design depende de muitos outros fatores. Você nem sempre tem o luxo da área de recreio perfeita.