最良のRF PCB設計ソフトウェアが実現する明確なコミュニケーション

Zachariah Peterson
|  投稿日 March 24, 2020

RF PCB設計は、ますます日常的に行われるようになっています。まだ手掛けたことがないという方も、この手法をお使いになる日がすぐにやって来るでしょう。最大限の利点を得るために、市場で最も優れたRF PCB設計ソフトウェアのAltium Designerをご活用ください。

Altium Designer

周波数、コンポーネント、ノイズ、レイヤー管理など、RF PCB設計の要件に簡単に対応

ワイヤレス機器がますます作られている中、コミュニケーション ギャップが世界中で短縮しています。「冷蔵庫がネットワークに接続される時代が来るだろう」などと言おうものなら、周りから正気を疑われることになったのはそれほど前の話ではありません。現在はワイヤレス技術があらゆる場所にあふれています。電話、GPS、IoT、ドローン...例を挙げればきりがありません。PCB設計者は、組み込まれるRFが以前よりも多い設計やRFに特化した設計に取り組むことになるでしょう。

これに備えるために、RF PCB設計に関する有益な情報をまとめました。これらの情報はRF設計の基本から始まり、特定のアンテナ設計まで網羅しています。これから活用することになる技術がどのようなものであるかについて、ぜひ理解を深めてください。また、設計のインピーダンス値の決定とプロジェクトのシグナルインテグリティー解析に役立つ機能を備えるAltium Designerが、どのようにユーザーを支援するのかについてもご案内します。Altium Designerには、市場で最も優れたPCB設計ツールが用意されています。こうしたツールはPCBのトレース配線のほか、3Dで作業しながら機械的な機能や制約を設計に組み込む際に威力を発揮します。Altium DesignerにはRF設計に必要なツールがすべて搭載されているため、次のプロジェクトですぐに活用できます。

RF設計の基本

RF設計では、関連する独自の原則についての知識が必要になりますが、それは「芸術形式」だとも言われています。取り組む作業がノイズ管理であれ、誘電率の把握であれ、周波数に対する依存性が高い基板の電源用の適切なコンポーネントの特定であれ、インダクタンスとキャパシタンスの値の計算であれ、内容について理解しておく必要があるでしょう。

ここからは、設計を成功させるために知っておく必要のあるRFに固有の要件の一部をご紹介します。また、インピーダンスの計算といったトピックに関する解説や Altium Designer が問題の解決を支援する方法についてもご確認いただけます。

目の前にあることを理解してから先へ進む

電力、周波数、ノイズを抑制しながら、伝送線路や特性インピーダンスといったプリント回路の要素に対処するには、大きな労力が必要になります。芸術家は備えができている分だけ成功できます。それは、 RF PCB設計を開始する設計者にも当てはまります。

AD18でのWi-Fi周波数3D伝送のレイアウトとプロパティ

Altium DesignerでのWi-Fi PCB設計

最良の選択を支援するPCB設計ツール

RF設計にはさまざまな選択肢があります。その1つは、設計に必要なアンテナの戦略を決定することです。ここからは、PCB設計でアンテナを扱う際に役立つ情報をご紹介します。また、できる限り情報に基づく選択をするために、設計の解析に役立つ機能やシグナルインテグリティー ツールなど、Altium Designerに搭載されている要素についてもご確認ください。

周波数に合うコンポーネントを選択したり、誘電体を正しく配置したり、伝送線路を機能させたりするのは、回路基板設計の一部にすぎません。とはいえ、電圧、メッキ、ピン、増幅器、アプリケーションのほか、コンデンサーや金属シールドを使った導体のレイアウトでも必要な検討をすべて行うとしたら、把握しておくべきことは増え続けていくでしょう。

設計ツールは、設計の選択に役立つものであるべき

周波数、電力、インダクタンス、電圧の管理は、これらの要素を踏まえて構築されたPCB設計ツールを使用して初めて容易になります。Altium Designerにはシグナルインテグリティー ツールなどの解析ツールが多数用意されているため、RF PCB設計を進める最良の方法を選択できます。

AD18で周波数、コンポーネント、電圧を対象にチューニングされる配線

Altium Designerでの配線のチューニング

最良のRF PCB設計ソフトウェアを構成する強力なツール群

ここまで来れば、RF PCB設計のレイアウト作業に向けた準備は完了です。ただし設計を成功させるには、必要なものがすべて揃った強力なツールが必要です。Altium Designerでは、回路図からPCBレイアウトに至るまで、必要な機能をすべて活用できます。インタラクティブ配線機能は、RF設計で必要になる独自のトレース配線パターンでの作業にも対応しています。

現在の競争を踏まえると、これまでよりも迅速に設計を市場に投入しなければなりません。native 3Dエンジンなど、Altium Designerの強力な機能を活用すれば、設計のサイクル時間を短縮することができます。また、機構設計をレイアウトにインポートすると、機構的な制約に照らしたクリアランスの確認と検証が可能です。これにより、試作基板の構築にかかる時間とコストを大幅に節約できます。さらに、図面生成ツールのDraftsmanを使って、製造図や実装図をすばやく正確に作成することも可能です。

必要なのは、配置、配線、ドキュメント作成に対応する優れたツール

周波数に設計の邪魔をされてはなりません。適切なカップリング、銅箔や誘電体の配置、電力やノイズのデータ入力に対処し、優れたレイヤー管理を実現してくれる設計ソフトウェアを活用しましょう。インダクタンスや基板ソフトウェアとの格闘は、設計ソフトウェアが手助けしてくれなければなりません。Altium Designerでは、必要なすべてのPCBレイアウトツールが1つの強力な設計システムに用意されています。

今後、RF PCB設計を手掛ける機会が増えていくのは間違いありません。Altium Designerを入手して、この傾向に備えましょう。

筆者について

筆者について

Zachariah Petersonは、学界と産業界に広範な技術的経歴を持っています。PCB業界で働く前は、ポートランド州立大学で教鞭をとっていました。化学吸着ガスセンサーの研究で物理学修士号、ランダムレーザー理論と安定性に関する研究で応用物理学博士号を取得しました。科学研究の経歴は、ナノ粒子レーザー、電子および光電子半導体デバイス、環境システム、財務分析など多岐に渡っています。彼の研究成果は、いくつかの論文審査のある専門誌や会議議事録に掲載されています。また、さまざまな企業を対象に、PCB設計に関する技術系ブログ記事を何百も書いています。Zachariahは、PCB業界の他の企業と協力し、設計、および研究サービスを提供しています。IEEE Photonics Society、およびアメリカ物理学会の会員でもあります。

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