Antenneprintplaat

Een antenne-printplaat is een printplaat die speciaal is ontworpen voor het uitzenden, ontvangen en verzenden van RF-signalen of voor de integratie van antennemodules. In tegenstelling tot standaard signaalprintplaten vereisen antenne-printplaten een strikte controle van de diëlektrische constante (Dk), de geometrie van het koperfoliepatroon en de oppervlakteafwerking om een consistent stralingspatroon en een consistente resonantiefrequentie te waarborgen. Zelfs een afwijking van ±0,1 in de Dk-waarde kan bij patch-antenneontwerpen al een meetbare frequentieverschuiving veroorzaken. Veelvoorkomende soorten antenne-printplaten zijn onder meer patch-antennes, sleufantennes, dipoolantennes, MIMO-arrays en phased-array-modules, die op grote schaal worden gebruikt in wifi, 5G, GPS, radar en satellietcommunicatie.

Antenneprintplaten werken in het bereik van lage frequenties (onder 1 GHz) tot millimetergolf-frequenties (boven 30 GHz). Veelvoorkomende toepassingen zijn onder meer RFID (125 kHz - 2,45 GHz), ISM-banden (433 MHz, 868 MHz, 915 MHz), wifi (2,4 GHz, 5 GHz), mobiele netwerken (700 MHz - 6 GHz), GPS (1,575 GHz) en 5G-millimetergolven (24-39 GHz).

De versterking van een PCB-antenne varieert afhankelijk van het type en het ontwerp. Patch-antennes halen doorgaans een versterking van 3-9 dBi, monopoolantennes ongeveer 2-3 dBi, IFA-ontwerpen ongeveer 2-5 dBi, terwijl array-configuraties hogere versterkingen kunnen bereiken, tot 15 dBi of meer. De werkelijke versterking hangt af van de eigenschappen van het substraat, de afmetingen van de antenne en de configuratie van het grondvlak.

Materialen met een lagere diëlektrische constante en verliesfactor zorgen voor minder signaalverlies en leveren daardoor betere RF-prestaties. Veelgebruikte materialen voor het verbeteren van de RF-prestaties zijn onder meer Rogers, Teflon en FR4.

De impedantie van het antennetrace bedraagt 50 ohm, en ook andere RF-componenten in het ontwerp (zoals radiomodules) moeten op 50 ohm worden ingesteld. De transmissielijnen die RF-energie van en naar de antenne transporteren, vormen een cruciale factor voor de prestaties van het draadloze systeem.

Bij alle antenne-PCB-projecten vindt vóór de productie een technische beoordeling plaats. We controleren of de materialen geschikt zijn voor de bedrijfsfrequentie, de opbouw, de dikte van de diëlektrische laag tussen de antennelagen en de aardlaag, de dikte van de koperlaag, het impedantieontwerp, de berekening van de spoorbreedte en de haalbaarheid van de productie. Voor meerlaagse antenne-printplaten met een hybride opbouw beoordelen we ook de materiaalcompatibiliteit en de lamineervolgorde. Wanneer u een beoordeling aanvraagt, verzoeken wij u Gerber-bestanden, een opbouwschema, de werkfrequentie en de impedantie-eisen mee te sturen.

De minimale spoorbreedte en -afstand voor geavanceerde producten bedraagt 2,5 mil/3 mil, en voor standaardproducten 3 mil/4 mil. De tolerantie voor de spoorbreedte is ±0,01 mm. Bij het ontwerp van antenne-printplaten wordt de voedingsbreedte berekend op basis van de diëlektrische constante (Dk) van het substraat, de diëlektrische dikte en de beoogde impedantie. Wij kunnen uw berekeningen van de spoorbreedte controleren tijdens de technische beoordelingsfase vóór de productie, om ervoor te zorgen dat de uiteindelijk geproduceerde printplaat overeenkomt met uw impedantieontwerp.

De resonantiefrequentie van de antenne hangt rechtstreeks af van de elektrische lengte van het antenne-element, die op haar beurt weer afhangt van de diëlektrische constante (Dk) van het substraat. Als de diëlektrische constante van het substraat varieert tussen verschillende productieseries of zelfs tussen verschillende productieseries onderling, zal de resonantiefrequentie van de antenne verschuiven en zal het stralingspatroon verslechteren. Bij een 5 GHz-patchantenne kan een verandering in de diëlektrische constante van ±0,1 mm een frequentieverschuiving van ongeveer 100–150 MHz veroorzaken, wat voldoende is om de antenne buiten de beoogde frequentieband te laten vallen. Voor antenne-PCB-projecten met hoge eisen aan de frequentienauwkeurigheid gebruiken we materialen met strikte toleranties voor de diëlektrische constante, zoals Taconic TLY-5 (diëlektrische constante 2,22 ± 0,02) en Rogers RO4350B (diëlektrische constante 3,48 ± 0,05).

Zorg ervoor dat u de volgende informatie bij de hand hebt: Gerber-bestand (ZIP-formaat), materiaalvereisten (bijv. Rogers RO4350B 0,508 mm), opbouw van de printplaat, dikte van de printplaat, dikte van de koperfolie, oppervlaktebehandeling, aantal stuks, werkfrequentie en impedantie-eisen. Voor antenne-printplaten dient u ook de dikte van de diëlektrische laag tussen de antennelagen en de aardlaag op te geven, aangezien dit rechtstreeks van invloed is op de impedantie en de resonantiefrequentie van de antenne. Na het eerste contact kunt u het Gerber-bestand via WhatsApp of e-mail versturen.