Antenne à puce Vs. Antenne PCB :un guide de comparaison

Comprendre la comparaison entre l'antenne à puce et l'antenne PCB est important dans le choix des antennes pour vos conceptions embarquées. Votre appareil électronique a besoin d'une antenne pour se connecter par radiofréquence (RF). Les exemples typiques d'appareils RF dans le monde de la fabrication électronique sont les gadgets compatibles Bluetooth avec talkie-walkie et les communications par satellite. Les antennes sont le principal ingrédient des gadgets RF et peuvent influencer considérablement leurs performances. Super performances, réduction de la taille et faible coût sont les principales exigences des applications RF modernes.

En ce qui concerne la comparaison entre l'antenne à puce et l'antenne PCB, cela vous aidera si vous envisagez une antenne de trace PCB lors de la minimisation du coût total de l'appareil. D'autre part, les antennes à puce céramique offrent des performances générales efficaces en matière de miniaturisation et de performances. Cet article approfondit le débat entre l'antenne à puce et l'antenne PCB. Il traite des avantages et des inconvénients de chacun d'entre eux et des exigences de conception à prendre en compte pour choisir les bonnes antennes à utiliser dans votre conception.

1. Qu'est-ce qu'une antenne à puce céramique ?

Lorsque vous comparez une antenne à puce à une antenne PCB, vous devez reconnaître les antennes à puce en céramique pour leurs besoins spatiaux moindres. En outre, vous pouvez facilement les inclure dans des circuits imprimés pour générer des fréquences électromagnétiques à haute fréquence. Néanmoins, elles ont des portées RF limitées, ce qui les rend idéales pour les petits gadgets, comme les routeurs Wi-Fi et les smartphones. De manière générale, les antennes à puce produisent et reçoivent des fréquences radio comme les autres antennes. C'est seulement qu'elles sont plus petites que les antennes PCB. Cependant, ce sont leurs petites tailles qui vous permettront de les monter efficacement à l'intérieur de produits électroniques. De plus, ce sont des alternatives moins chères lorsque vous ne voulez pas sacrifier la qualité du produit.

2. Qu'est-ce qu'une antenne de trace PCB ?

Une antenne de trace PCB se compose d'une trace tracée directement sur une carte de circuit imprimé. Il est essentiel de réaliser que le type d'antenne et les exigences d'espace déterminent le type de trace. Les traces de PCB que vous pouvez utiliser incluent des traces en forme de F inversé, des traces droites, courbes, sinueuses et circulaires.

Généralement, une antenne de trace PCB agit comme une méthode de communication sans fil. De plus, lors de la fabrication de PCB, vous devez laminer votre trace sur la surface de la carte. Mais parfois, les traces de PCB couvrent plusieurs couches, en particulier dans les PCB multicouches.

3. Antenne à puce céramique Vs. Antenne PCB :avantages et inconvénients

Antenne à puce céramique 3.1

Avantages

Dans le débat Antenne Chip Vs Antenne PCB, il est indéniable que l'utilisation d'une antenne Chip Céramique présente de nombreux avantages. Plus précisément, il supprime la nécessité d'un logiciel coûteux de production et de simulation de prototypes. La capacité de réglage du réseau de l'antenne et l'absence de propriétés physiques garantissent les avantages ci-dessus. Les antennes à puce céramique offrent plus d'avantages tels que :

• Ils sont livrés en pièces détachées.
• Vous pouvez facilement obtenir de petites tailles et de nombreuses configurations pour différentes conceptions.
• La proximité avec d'autres pièces ne crée pas d'effets indésirables comme dans les antennes PCB Trace.
• Les facteurs environnementaux et humains ont des impacts négligeables sur les antennes Chip par rapport aux antennes Trace.
• Ils offrent des alternatives flexibles de réglage et de test.
• Vous pouvez facilement introduire des modifications de conception.

Inconvénients

Comme toute autre chose dans ce monde, les antennes en céramique ont aussi leur côté obscur. Voici les inconvénients des PCB en céramique :

• Les coûts initiaux de l'antenne et de la logistique peuvent être plus élevés que ceux d'une antenne PCB Trace.
• Vous avez besoin de connaissances RF pour une mise en œuvre optimale.
• Elle a des performances inférieures à celles d'une antenne trace.

Antenne de trace PCB 3.2

Avantages

Les partisans du débat sur l'antenne à puce contre l'antenne PCB soutiennent qu'une antenne à trace est difficile à appliquer, à créer et à régler. Cela est particulièrement vrai dans une opération cohérente et petite. De plus, comme une antenne filaire, les fréquences de bande passante ultimes déterminent la taille d'une antenne de trace. Vous trouverez ci-dessous les principaux avantages d'une antenne de trace PCB.

• Les coûts de production sont faibles puisque vous intégrez la trace dans votre processus de fabrication de cartes.
• Une antenne trace peut accueillir une large bande passante lorsqu'elle est réglée au maximum.
• La structure de la trace PCB est simple, et puisque vous placez l'antenne sur la surface, le profil de la structure est relativement mince.
• Il offre de meilleures capacités de résistance et une meilleure fiabilité du réseau.
• Vous pouvez facilement l'insérer dans votre circuit imprimé pendant la production.

Inconvénients

Voici les inconvénients d'une antenne Trace :

• C'est difficile à créer, principalement à des fréquences minimales.
• Une antenne trace est très sujette aux modifications de la disposition des circuits imprimés, nécessitant un réglage après chaque modification ou reproduction.
• Cela demande beaucoup d'espace, d'autant plus à des fréquences minimales.
• Le besoin d'un plus grand espace de conseil augmente les dépenses de conception.
• Ils sont sensibles aux facteurs humains et environnementaux.

4. Chip Antenne Vs. Antenne PCB :conseils de conception d'antennes intégrées

Les antennes sont des composants essentiels du système sans fil. Cependant, la plupart des concepteurs les considèrent souvent comme une réflexion après coup. La planification de la conception de votre antenne au début de votre processus de fabrication capitalisera sur les performances du produit. En outre, cela éliminera également les retards et les reproductions dans les phases ultérieures. Vous trouverez ci-dessous quelques conseils cruciaux pour vous aider à préparer une conception d'antenne intégrée.

4.1 Matériaux

Que vous sculptiez la structure de l'antenne sur une planche, du plastique ou du métal estampé, assurez-vous que ces matériaux ont des propriétés dialectiques stables. Les matériaux des cartes diélectriques FR4 à faible coût diffèrent considérablement d'un fournisseur à l'autre. C'est pourquoi vous devez spécifier les matériaux de votre tableau dès le début.

4.2 Suggestions de physique

Pour garantir à votre appareil électronique des performances élevées, vous avez besoin d'un système d'antenne efficace. De plus, vous devez prévoir un espace suffisant pour le système d'antenne. Par conséquent, veuillez participer aux premières étapes du cycle de production de votre gadget. Cela vous permettra de discuter et de vous mettre d'accord sur les choix de conception. Vous aurez également la possibilité de vous débarrasser de tout compromis potentiel.

4.3 Emplacement du produit

Lorsque vous placez une antenne aux extrémités de votre produit, elle devient sensible aux conditions environnementales immédiates. Par conséquent, vous devez réfléchir à la façon dont vous prévoyez d'utiliser votre produit et à l'endroit où vous avez l'intention de le placer. Par exemple, vous devez vous assurer que votre antenne n'est pas couverte par les mains de l'utilisateur final lorsqu'elle est tenue naturellement pour un gadget portatif. Pour les appareils muraux, demandez-vous si les consommateurs les fixeront sur des pièces métalliques. En effet, les surfaces métalliques affectent considérablement les performances du produit.

4.4 Carters et revêtements

Ne recouvrez pas votre antenne d'un boîtier métallique ou n'utilisez pas de revêtement métallique pour avoir une haute performance d'antenne. En outre, contactez vos collègues mécaniciens et ID de votre entreprise pour vous assurer que la région entourant votre antenne est exempte de tout matériau potentiellement gênant.

4.5 Structures internes

L'emplacement des assemblages métalliques internes par rapport à l'antenne influence également les performances du produit. Par exemple, dans les gadgets portables, la batterie est le composant principal de l'assemblage général. Par conséquent, vous devez définir son emplacement et sa fonction dans la conception de votre antenne.

4.6 Poids de l'antenne

Lorsque vous parlez d'une antenne intégrée, vous faites référence à un composant physique. Par exemple, la partie découpée du circuit imprimé ou la section en plastique du boîtier métallisé. Mais dans la plupart des cas, cela forme une seule partie de système d'antenne. La masse principale du système se compose de la moitié restante. Puisqu'il s'agit généralement de la masse de la carte principale, vous devez vous assurer d'avoir suffisamment de poids pour permettre à l'antenne de vibrer de manière appropriée.

4.7 Sensibilités du circuit EMI/RFI

Les systèmes sans fil comprennent des émetteurs et des récepteurs. L'émetteur peut interférer avec le circuit adjacent. Cela rend le récepteur vulnérable aux interférences des circuits locaux. Par conséquent, vous devez positionner votre antenne par rapport aux circuits sensibles pour obtenir des performances élevées du produit sans fil.

5. Antenne à puce Vs. Antenne PCB :Défis de désaccord de fréquence d'antenne pendant les tests

Étant donné que la disposition de la carte a un impact significatif sur les performances de l'antenne, vous devez la régler pour obtenir des performances maximales du système. Il est essentiel de réaliser qu'une adaptation de résistance électrique appropriée produit une transmission de fréquence totale dans la bande appropriée.

Avec les antennes à trace, étant donné que la conception de l'antenne est inclinée par rapport à la conception générale de la carte, il vous est difficile d'effectuer le réglage et d'établir des performances maximales. En outre, la permittivité minimale du panneau diélectrique rend l'antenne trop vulnérable aux modifications de conception et aux variantes de tolérance. Dans de tels cas, vous devez refaire tourner votre PCB pour atteindre des performances d'antenne maximales.

Avec les antennes en céramique, vous pouvez faire varier les aspects correspondants pour répondre au désaccord intégré. La plupart des ingénieurs préfèrent la méthode de type Π car elle offre la meilleure flexibilité concernant le réglage de la bande passante de travail.

Lors de la conception de votre réseau de correspondance préféré, vous pouvez utiliser un analyseur de réseau vectoriel (VNA) pour examiner votre circuit de test de PCB. De plus, le VNA vous aidera à établir la résistance d'entrée de l'antenne. Vous pouvez trouver le paramètre S, la bande VSWR, pour obtenir l'efficacité de votre antenne en céramique sur PCB.

WellPCB fournit des services d'optimisation d'antennes en céramique. Notre personnel RF ajustera le réseau correspondant à votre résistance préférée en utilisant une technologie de pointe pour des performances maximales. Il est important de noter que l'adaptation améliore l'efficacité de l'antenne pour la bande passante sélectionnée dans l'environnement de travail du produit. Notre personnel évalue également les dispositions de conception pour une utilisation appropriée de l'espace PCB.

Réflexions finales sur l'antenne à puce Vs. Comparaison des antennes PCB

En ce qui concerne la comparaison entre l'antenne à puce et l'antenne PCB, une antenne à puce subit moins de désaccord dû aux facteurs humains et environnementaux qu'une antenne PCB. Deux antennes offrent une meilleure distance d'antenne à antenne dans les appareils multi-radio et surpassent les antennes PCB lors du choix du type d'antenne optimal et de sa mise en œuvre en conséquence.

Vous devez tester les performances de votre antenne dans le produit final entièrement pratique en utilisant des mesures OTA. Avec les antennes PCB, les échecs d'évaluation sont coûteux et difficiles à résoudre et nécessitent de nombreuses itérations de carte. N'oubliez pas que l'antenne Chip est une pièce distincte ; par conséquent, vous pouvez facilement et rapidement l'améliorer. Vous pouvez modifier le réglage et tester les performances du système en modifiant uniquement la partie antenne. Nous espérons que le guide de comparaison des antennes Chip Vs PCB vous aidera à choisir la bonne antenne pour vos conceptions embarquées.