Free Trials

Download a free trial to find out which Altium software best suits your needs

How to Buy

Contact your local sales office to get started on improving your design environment

Downloads

Download the latest in PCB design and EDA software

  • PCB DESIGN SOFTWARE
  • Altium Designer

    Complete Environment for Schematic + Layout

  • CircuitStudio

    Entry Level, Professional PCB Design Tool

  • CircuitMaker

    Community Based PCB Design Tool

  • NEXUS

    Agile PCB Design For Teams

  • CLOUD PLATFORM
  • Altium 365

    Connecting PCB Design to the Manufacturing Floor

  • COMPONENT MANAGEMENT
  • Altium Concord Pro

    Complete Solution for Library Management

  • Octopart

    Extensive, Easy-to-Use Component Database

  • PRODUCT EXTENSIONS
  • PDN Analyzer

    Natural and Effortless Power Distribution Network Analysis

  • See All Extensions
  • EMBEDDED
  • TASKING

    World-Renowned Technology for Embedded Systems Development

  • TRAININGS
  • Live Courses

    Learn best practices with instructional training available worldwide

  • On-Demand Courses

    Gain comprehensive knowledge without leaving your home or office

  • ONLINE VIEWER
  • Altium 365 Viewer

    View & Share electronic designs in your browser

  • Altium Designer 20

    The most powerful, modern and easy-to-use PCB design tool for professional use

    ALTIUMLIVE

    Annual PCB Design Summit

    • Forum

      Where Altium users and enthusiasts can interact with each other

    • Blog

      Our blog about things that interest us and hopefully you too

    • Ideas

      Submit ideas and vote for new features you want in Altium tools

    • Bug Crunch

      Help make the software better by submitting bugs and voting on what's important

    • Wall

      A stream of events on AltiumLive you follow by participating in or subscribing to

    • Beta Program

      Information about participating in our Beta program and getting early access to Altium tools

    All Resources

    Explore the latest content from blog posts to social media and technical white papers gathered together for your convenience

    Downloads

    Take a look at what download options are available to best suit your needs

    How to Buy

    Contact your local sales office to get started improving your design environment

    • Training & Events

      View the schedule and register for training events all around the world and online

    • Design Content

      Browse our vast library of free design content including components, templates and reference designs

    • Webinars

      Attend a live webinar online or get instant access to our on demand series of webinars

    • Support

      Get your questions answered with our variety of direct support and self-service options

    • Technical Papers

      Stay up to date with the latest technology and industry trends with our complete collection of technical white papers.

    Wbudowane projekty typu RF – anteny z mikroukładami ceramicznymi w porównaniu z antenami ścieżkowymi

    Altium Designer
    |  February 16, 2018
    Wbudowane projekty typu RF – anteny z mikroukładami ceramicznymi w porównaniu z antenami ścieżkowymi

    Interior of modern café

    W ciągu ostatnich lat nastąpił znaczny wzrost tzw. kultury kawiarnianej, co spowodowało, że nowo otwierające się kawiarnie usilnie poszukują sposobu na wyróżnienie się i zwiększenie zainteresowania klientów swoją ofertą. Hybrydy kawiarni i księgarni, ekskluzywne kawiarnie z baristami mającymi wiedzę na temat odległych regionalnych ziaren, a nawet kawiarnie z kotami – to tylko kilka rodzajów miejsc tego typu, które miałem już okazję widzieć.

    Ludzie chodzą do kawiarni z kilku kluczowych powodów: aby napić się lub coś zjeść, by spotkać się i porozmawiać z przyjaciółmi lub w końcu aby popracować trochę poza swoim biurem czy domem. I choć ważne jest to, co odróżnia od siebie konkretne kawiarnie, tak ich podstawowy cel pozostaje niemal niezmienny. To sytuacja zbliżona do wyboru pomiędzy różnymi opcjami komponentów w projektach płytek PCB.

    Zapotrzebowanie na kompaktowe, wydajne i niedrogie rozwiązania z zakresu wbudowanych urządzeń nadawczo-odbiorczych typu RF rośnie już od lat razem z rozwojem robotyki, sztucznej inteligencji i koncepcją Internetu rzeczy. Faktem jest, że koszt, układ płytki, wytyczne dotyczące standardu pamięci DDR3 i wiedza specjalistyczna dalej pozostają kluczowymi aspektami, które mają realny wpływ na preferencje dotyczące wykorzystania anten ceramicznych i ścieżkowych na układach płytek drukowanych.

    Anteny na płytkach PCB, czyli jak poznać swój zakres częstotliwości

    W przeszłości inżynierowie projektujący płytki PCB rozważali kompromisy w zakresie docelowego zakresu częstotliwości i wybierali najbardziej niezawodną w tym aspekcie antenę ścieżkową. Nowoczesne i wbudowane anteny są przeznaczone do pracy w paśmie umieszczonym gdzieś pomiędzy 400 MHz a 5,5 GHz. Biorąc jednak pod uwagę coraz bardziej niezawodne, tanie i proste w implementacji anteny ceramiczne, konkurencja na tej płaszczyźnie zaczyna być naprawdę spora.

    Faktem jest, że koszt zwykłej ścieżki z drutu na płytce drukowanej umieszczonej w systemie CAD jeszcze przed jej produkcją jest praktycznie minimalny. Pomimo niskich kosztów anten ścieżkowych, wciąż istnieje jednak wiele przypadków, kiedy to preferowane są anteny z mikroukładem ceramicznym. Ich wyższy koszt można zrekompensować niewielkim rozmiarem, łatwością wdrożenia i wysoką tolerancją na wszelkie zakłócenia środowiskowe.

    Anteny ścieżkowe na układach PCB

    Anteny ścieżkowe na płytkach drukowanych są bardzo trudne do zaprojektowania, wdrożenia i finalnego dostrojenia, szczególnie przy mniejszych i bardziej niezawodnych projektach. Podobnie jak w przypadku anteny przewodowej, rozmiar anteny ścieżkowej zależy przede wszystkim od docelowej szerokości zakresu częstotliwości, z którego chcemy korzystać. Przy niższych częstotliwościach antena ścieżkowa będzie musiała być o wiele dłuższa, aby integralność sygnału mogła odpowiednio rezonować.

    Oto najważniejsze zalety wyboru anteny ścieżkowej na płytce PCB kosztem anteny ceramicznej:

    • Antena ścieżkowa zostaje wbudowana w płytkę PCB w trakcie procesu jej produkcji.

    • Po prawidłowym dostrojeniu, antena ścieżkowa może działać w szerokim paśmie częstotliwości, zapewniając przy tym wysoki stopień niezawodności i siłę sygnału sieci.

    • Anteny ścieżkowe mają stosunkowo wąski profil.

    Wśród wad wykorzystania anten ścieżkowych na płytkach drukowanych można natomiast wyróżnić:

    • Trudności w ich projektowaniu, szczególnie przy niższych częstotliwościach. Anteny ścieżkowe są bardzo podatne na zmiany w układzie płytki drukowanej, co na dobrą sprawę wymaga dodatkowego strojenia, a niekiedy nawet przebudowy po niemal każdej, nawet najmniejszej zmianie układu.

    • Zajmują one więcej miejsca w porównaniu z anteną ceramiczną, szczególnie w przypadku niższych częstotliwości. Większa powierzchnia to natomiast wyższy koszt produkcji płytki PCB.

    • Anteny ścieżkowe są również o wiele bardziej podatne na wszelkiego rodzaju zakłócenia środowiskowe.

    Antena ścieżkowa na płytce drukowanej nie może być fizycznie modyfikowana po jej wyprodukowaniu. W przypadku pojawienia się potrzeby zmiany, inżynier musi zmodyfikować projekt i ponownie wyprodukować płytkę PCB. Potencjalnie duży rozmiar płytki PCB z anteną ścieżkową, czasochłonność tworzenia takiego projektu i jego dostrajania, wymagające użycia stosownego oprogramowania do symulowania PCB i wykonania wielu testów, to najważniejsze powody, które mogą być motywacją do ostatecznego wykorzystania płytki drukowanej z anteną ceramiczną.

     SIM card on PCB with antenna attached

    Co prawda Twoja antena może wyglądać inaczej, ale jej rozmiar i zakres częstotliwości dalej pozostaną problemem.

    Anteny z mikroukładem ceramicznym

    Anteny z mikroukładami ceramicznymi również wymagają strojenia z wykorzystaniem sieci, ale nie mają fizycznych właściwości anten ścieżkowych, których nie można modyfikować po wyprodukowaniu płytki. Eliminuje to na wstępie potrzebę wykorzystania oprogramowania do symulowania PCB i kosztownej produkcji nowych prototypów przy każdej, nawet najmniejszej zmianie, co powoduje marnowanie się dużej liczby komponentów.

    Wśród najistotniejszych zalet anten z mikroukładem ceramicznym można wyróżnić:

    • Ich niewielki rozmiar i prosty proces konfiguracji.

    • Małą wrażliwość na zakłócenia wywołane hałasem z otoczenia, czy innymi sąsiadującymi komponentami.

    • Fakt, że wszelkie zmiany dotyczące projektu płytki drukowanej lub układu DDR są o wiele łatwiejsze do wdrożenia i nie wymagają dodatkowych symulacji. Antenę ceramiczną można również o wiele łatwiej dostroić, a nawet w całości wymienić.

    Anteny ceramiczne mają też jednak swoje wady:

    • Ich wykorzystanie wymaga wyższego kosztu początkowego i dodatkowych komponentów pomocniczych. W chwili obecnej przeciętna antena z mikroukładem ceramicznym kosztuje od 50 groszy do nawet 6 złotych.

    Antena ceramiczna to osobny komponent, który dodaje się do płytki PCB już po zakończeniu fazy jej projektowania. Cecha ta pozwala na zdecydowanie większą wszechstronność w zakresie produkcji układu. Co więcej, funkcja montażu powierzchniowego pozwala na łatwe pozbywanie się anten ceramicznych z płytki, jak również ich wymianę w celu szybkiego dostosowania układu do nowej specyfikacji.

    Projektowanie układu z wykorzystaniem anteny ceramicznej pozwala inżynierowi uzyskać o wiele więcej dostępnej przestrzeni, co przydaje się przy uwzględnianiu w projekcie innych pożądanych komponentów. Przestrzeń tą można również wykorzystać w inny sposób – np. zmniejszając rozmiar samej płytki, co obniży koszty jej produkcji. To bardzo ważne przy projektach wielowarstwowych, w przypadku których inżynierowie przykładają szczególną uwagę do tego, by nie marnować dostępnej przestrzeni przez dodawanie osobnej anteny ścieżkowej do każdej warstwy płytki.

    Abstract sound waves representing frequency and amplification
     
    Upewnij się, że wykorzystujesz w swoim projekcie odpowiedni rodzaj anten, zarówno w aspekcie ich kosztu, jak i użyteczności. 

    Bardzo trudno jest zaprojektować antenę o możliwie najmniejszym rozmiarze przy jednoczesnym krótkim czasie jej strojenia, maksymalnej sile sygnału i dodatkowo z dużą ilością wolnej przestrzeni na pozostałe komponenty. Niezależnie od tego, na który wariant ostatecznie się zdecydujemy, warto jest dokładnie przetestować ostateczny prototyp, co pozwoli dokonać wszelkich pomiarów, a także zbadać projekt pod kątem jego trwałości.

    Jeśli strojenie anteny jest koniecznie, z pomocą przychodzi specjalistyczne oprogramowanie do PCB, dzięki któremu można robić to szybciej i łatwiej. Jeśli szukasz oprogramowania z najlepszymi funkcjami, takimi jak automatyczne trasowanie, dystrybucja mocy sieci, czy możliwość płynnej zmiany widoku z 2D na 3D, to Altium Designer® jest jednolitym środowiskiem projektowym stworzonym właśnie dla Ciebie.

    Jeśli chciałbyś porozmawiać o tym, jaki rodzaj anteny jest najlepszym wyborem dla Twojego układu płytki drukowanej lub  dowiedzieć się więcej o aspektach projektowania PCB związanych z zakresem częstotliwości, skontaktuj się już teraz z ekspertem z Altium, który szczegółowo odpowie na wszystkie Twoje pytania. 

    About Author

    About Author

    PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

    most recent articles

    Back to Home