Zone de dégagement / interdiction des PCB entourant l'antenne sans fil

Supposons qu'une antenne PCB ou une antenne à puce soit intégrée sur une conception de carte avec un CI sans fil, par exemple un module Zigbee ou Bluetooth.

Quelles sont les lignes directrices concernant la zone de dégagement / interdiction sur le PCB que l'on devrait allouer autour de l'antenne, afin d'assurer une transmission et une réception efficaces?

Exemple : dans l'image suivante d'un PCB (tirée d'images Google), il y a un connecteur USB situé assez près de l'antenne du PCB:

Je présume que la conception RF étant un domaine très important, il doit y avoir à la fois des règles empiriques basées sur la théorie et la pratique (je comprends qu'il y a beaucoup de facteurs basés sur les cas qui jouent un rôle, donc cette question n'est que pour repérer pour quelques suggestions génériques utiles).

En particulier:

1. Dans quelle mesure le dégagement doit-il être maintenu? Par exemple, est-il essentiel de maintenir plus de 10 mm de zone de dégagement horizontalement à l'extérieur de chaque extrémité de l'antenne?

2. Dans quelles directions axiales / angulaires le jeu est-il le plus important? Par exemple, je suppose que la zone de Fresnel joue un rôle ici, donc y a-t-il un cône ou un certain angle maximum dans lequel le jeu est le plus pertinent?

3. Lesquels des éléments suivants sont les plus importants pour "rester à l'écart" dans la zone de restriction?

   • gros objets métalliques tels que broches d'en-tête ou connecteurs USB, etc.
   • cuivre moulu verser
   • aucune trace de cuivre que ce soit
   • Tout ce qui précède?

1) Autant que possible. Si possible, rien ne doit se trouver sur le côté de l'appareil sur autant de mm que possible

2) Cela dépend de l'antenne utilisée et de son diagramme de rayonnement (où se trouvent les lobes). Vous voulez interférer le moins possible avec ces lobes

3) Tout métal doit être tenu à l'écart. Les traces de cuivre pourraient aggraver les choses car elles provoqueraient du bruit et pourraient échouer à la certification FCC.

La réalité dans les réponses est la suivante. Donnez autant d'espace que vous le pouvez et surtout suivez les règles du fabricant. Si un certain produit ne peut donner qu'un dégagement de 5 mm, c'est ce qu'il est. Cela affectera le diagramme de rayonnement, mais combien il est difficile de dire à moins que des simulations complexes ou une chambre anaéchoïque ne soient utilisées.

Comme référence, regardez les petits émetteurs-récepteurs USB vendus avec les souris sans fil. L'émetteur-récepteur est à l'intérieur du connecteur USB réel, avec seulement l'antenne qui sort. À des fins de marketing / conception, ils l'ont gardé très court et ils s'en sortent généralement, bien que la gamme ne soit pas la meilleure. Mais, pour leur application où la souris n'est qu'à quelques mètres, c'est bien.

J'ai fait quelques produits avec un routage et un emplacement d'antenne très serrés. Lorsque les choses allaient très mal et que les effets du métal entourant l'antenne ou du routage provoquaient la chute des paquets, la solution était de déplacer l'antenne. Fondamentalement, utilisez un connecteur U.FL ou similaire avec un petit câble de 50 ohms (ceux-ci sont spécialement construits) et placez l'antenne à un autre endroit, ou faites fabriquer une antenne personnalisée qui peut vous donner le diagramme de rayonnement que vous désirez.

Donc, au final, la conception dépend de nombreux autres facteurs. Vous n'obtenez pas toujours le luxe de la zone de conservation parfaite.