Jakie są kluczowe parametry pracy anteny i jak dobrać parametry anteny w obwodach radiowych

Wprowadzenie] Tłumienność odbiciowa: Tłumienie odbiciowe anteny wskazuje, jak antena pasuje do linii transmisyjnej (TL) o impedancji 50 Ω, co jest pokazane jako źródło sygnału na rysunku 7. Zwykle wartość impedancji tej TL wynosi 50 Ω, ale możliwe są również inne wartości. Dla standardu przemysłowego rezystancja komercyjnej anteny i jej sprzętu testowego wynosi 50 Ω, dlatego zaleca się użycie tej wartości
Parametry anteny

W poniższej sekcji przedstawiono niektóre kluczowe parametry działania anteny.

▪ Tłumienność odbiciowa: Tłumienie odbiciowe anteny wskazuje, w jaki sposób antena jest dopasowana do linii transmisyjnej (TL) o impedancji 50 Ω, co jest pokazane jako źródło sygnału na rysunku 7. Zwykle wartość impedancji tej TL wynosi 50 Ω , ale możliwe są również inne wartości. W przypadku standardów przemysłowych rezystancja komercyjnej anteny i jej sprzętu testowego wynosi 50 Ω, dlatego zaleca się użycie tej wartości.

Straty odbiciowe pokazują: ilość mocy padającej odbitej przez antenę z powodu niedopasowania (równanie 1). Idealna antena będzie emitować całą moc bez żadnych odbić.

Jeśli strata odbiciowa jest nieskończona, uważa się, że antena idealnie pasuje do TL, jak pokazano na rysunku 7. S11 jest odwrotnością strat odbiciowych, a jej jednostką jest dB.

W większości przypadków, jeśli strata odbiciowa wynosi ≥ 10 dB (tj. S11 ≤ –10 dB), jest wystarczająco duża. Tabela 1 przedstawia straty odbiciowe (dB) i moc odbitą (%) anteny. Gdy tłumienność odbiciowa wynosi 10 dB, oznacza to, że 90% mocy padającej jest przesyłane do anteny w celu transmisji.

Tabela 1 Straty odbiciowe i moc odbita anteny

▪ Szerokość pasma: odnosi się do odpowiedzi częstotliwościowej anteny. Pokazuje, jak antena i linia transmisyjna 50 Ω pasują do siebie w całym wykorzystywanym paśmie częstotliwości, czyli w zakresie od 2.40 GHz do 2.48 GHz dla aplikacji BLE

Rysunek 8. Przepustowość

Jak pokazano na rysunku 8, w paśmie od 2.33 GHz do 2.55 GHz strata odbiciowa jest większa niż 10 dB. Dlatego wykorzystywane pasmo wynosi około 200 MHz.

W większości przypadków szersze pasmo jest pierwszym wyborem, ponieważ może zminimalizować efekt odstrajania spowodowany zmianami w otoczeniu anteny podczas rzeczywistego użytkowania produktu (np. Mysz umieszczona na stole z drewna / metalu / tworzywa sztucznego, wokół ręce myszy itp.). )

▪ Efektywność promieniowania: odnosi się do części nieodblaskowego zużycia energii (patrz Rysunek 7), która jest zużywana jako ciepło w antenie. Wytwarzane ciepło jest spowodowane stratami dielektrycznymi w podłożu FR4 i stratami przewodnika w przewodzie miedzianym. Ta informacja służy jako efektywność radiacyjna. Gdy efektywność promieniowania wynosi 100%, emitowane jest całe nieodblaskowe zużycie energii

Wystrzelony w kosmos. W przypadku niewielkich rozmiarów płytek drukowanych straty ciepła są minimalne.

▪ Wzorzec promieniowania: Ten wzór przedstawia kierunkowość promieniowania, czyli kierunek, w którym promieniowanie jest większe, a które mniejsze. Pomaga to dokładnie określić kierunek anteny w aplikacji. Antena bezkierunkowa może jednakowo nadawać we wszystkich kierunkach na płaszczyźnie prostopadłej do osi. Jednak większość anten nie może osiągnąć takiej idealnej wydajności. Szczegółowy opis można znaleźć w charakterystyce promieniowania anteny PCB pokazanej na rysunku 9. Każdy punkt danych przedstawia natężenie pola RF, które można zmierzyć za pomocą wskaźnika siły sygnału odbiornika (RSSI) w odbiorniku. Zgodnie z oczekiwaniami uzyskany obraz konturu nie jest kołowy, ponieważ antena nie jest izotropowa.

Rysunek 9. Diagram promieniowania

▪ Wzmocnienie: Wzmocnienie dostarcza informacji do porównania promieniowania używanego kierunku z anteną izotropową (to znaczy nadawania ze wszystkich kierunków). Jednostką wzmocnienia jest „dBi”, co oznacza promieniowane natężenie pola w porównaniu z idealną anteną bezkierunkową