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2024-03-08 00:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

CA-L01是很多客户大量使用的4G全网通内置SMD贴片天线,支持4g全网通频段并支持Cat1等4g衍生频段,但不少人不知道电路板设计上有什么要求。这篇文章来讲讲这个。

原理图设计

首先下图是CA-L01天线的原理图,其中的RF Port就是4G模块的RF接口。

PCB电路板布局设计

建议天线放置在电路板的边缘或者角落位置,不要把天线放置在电路板的中间,也不要让天线被导体包围。

电路板的天线区域附近需要净空处理,如下图所示电路板中白色区域就是天线的净空区域。所谓净空区域是指除了天线焊盘和天线信号走线以外,不可以铺地、走线和摆放器件的一片区域。该区域的净空处理要针对PCB电路板的所有层,而非仅针对表层。

天线净空区域要尽量大,天线尽量靠近板边放置,从而让天线体远离电路板的地,更大的净空意味着更好的天线效率和增益性能。

在整机结构上,建议俯视PCB方向的净空区域上下方都不要有任何导体,否则将影响天线性能。

非净空区域都需要做铺地处理,且不同层之间的地要尽量多增加过孔连接。

下图是当PCB板上天线净空区域比较大时,PCB的天线部分的推荐设计方案(单位mm)。

此时建议贴片天线体长边距离PCB板铺地边缘保持5mm-7mm左右的间距,且天线体周围的PCB板上只有一侧有铺地,其他三面均为开放无铺地空间。将Series1、Series2、Series3这三个串联匹配器件放在净空区的中部,这三个串联器件连线的交汇位置也同样位于净空区的中部。Shunt1、Shunt2、Series4这三个匹配器件放置在铺地区和净空区的交界位置。此时天线的性能可以得到很好的发挥。

下图是当PCB上天线净空区宽度比较紧张时,PCB的天线部分的推荐设计方案(单位mm)。

天线净空区宽度不足时,天线周边只有长边一侧铺地,另外三面建议保持开放无铺地状态。此时应当将天线焊盘与PCB铺地的距离建议保持3.6mm以上且该距离越大越好。Series1、Series2、Series3这三个串联匹配器件以及他们的交汇走线仍然应该走在天线净空区域内。此时天线性能虽有下降,仍然可以保持较好的性能状态。

下图是当PCB上天线净空区长度比较紧张时,PCB的天线部分的推荐设计方案(单位mm)。

建议天线体的短边两侧方向不要有铺地和走线。如果因电路板限制天线短边侧必须铺地时,建议铺地位置距离天线体10mm以上,且这个距离越大越好。对于铺地与长边的距离,仍然是建议距离越大性能越好,且距离不可以小于3.6mm。

天线匹配器件的摆放和默认器件值

天线的默认器件摆放请参考下图。

我们知道任何内置天线都可能因为不同产品结构不同导致阻抗不匹配,如果天线效果不好,可以联系我司帮忙测试和优化匹配器件值。

PCB电路板的模块布局和射频信号走线

建议模块射频信号脚尽量靠近天线净空区域摆放,让射频信号经过铺地区域的走线尽量短。这段走线建议联系PCB板厂做射频走线50欧姆阻抗控制。如果这段走线非常短,一出来直接连接匹配网络并马上进入净空区,那么可以不用做走线的阻抗控制,但是如果这段走线走得比较长,就强烈建议联系PCB板厂做走线的阻抗控制来减小这段走线对射频信号的损耗。这里说的PCB板厂的阻抗控制是仅仅针对这段走线有效的,跟天线的阻抗匹配调试是不相关的两回事,不要将两者混淆。

这段在铺地区域的走线要走在电路板的表层,且这段走线两侧被铺地包围,表层上其他信号的走线不要与这段射频走线靠近。

这段射频走线的下方必须要是一片完整的铺地,不要让其他信号的走线在射频走线下层与射频走线平行或交叉。射频走线两侧的铺地要多打过孔与射频走线下层的地连接起来,下层这片铺地与射频走线所在层的铺地在其他位置也要多打过孔互相充分连接。

建议射频模块和天线放置在PCB的同一面,如果必须把射频模块和天线放在PCB的两面,信号线不要在铺地区域打通孔穿层,可以在信号进入净空区之后再打通孔。

看了本文是不是就很清楚CA-L01这款4G SMD贴片天线要怎么设计电路板了?

想要了解CA-L01 SMD贴片天线的性能参数,请点击本链接

如果还有设计疑问可以与我们联系:陈先生 18028016875 微信同号。



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