Área de despeje / mantenimiento de PCB que rodea la antena inalámbrica

Supongamos que una antena de PCB o antena de chip está integrada en un diseño de placa con un IC inalámbrico, por ejemplo, un módulo Zigbee o Bluetooth.

¿Cuáles son algunas pautas con respecto al área de despeje / retención en el PCB que uno debe asignar alrededor de la antena, para garantizar una transmisión y recepción efectivas?

Ejemplo : en la siguiente imagen de una PCB (extraída de las imágenes de Google), hay un conector USB situado bastante cerca de la antena de la PCB:

Supongo que dado que el diseño de RF es un campo muy significativo, debe haber reglas prácticas basadas en la teoría y en la práctica con respecto a esto (entiendo que hay muchos factores basados ​​en casos que juegan un papel, por lo que esta pregunta es solo para explorar para algunas sugerencias útiles genéricas).

En particular:

1. ¿Hasta dónde debe mantenerse la autorización? Por ejemplo, ¿es crítico mantener más de 10 mm de área libre horizontalmente desde cada extremo de la antena?

2. ¿En qué direcciones axiales / angulares es la separación más importante? Por ejemplo, supongo que la zona de Fresnel juega un papel aquí, entonces, ¿hay un cono o cierto ángulo máximo dentro del cual el espacio libre sea más pertinente?

3. ¿Cuáles de los siguientes son más críticos para "mantenerse fuera" en el área de exclusión?

   • grandes objetos metálicos como pines de cabecera o conectores USB, etc.
   • vertido de cobre molido
   • cualquier rastro de cobre
   • ¿Todas las anteriores?

1) tanto como sea posible. Si es posible, nada debe estar al lado del dispositivo durante tantos mm como sea posible

2) Esto depende de la antena utilizada y su patrón de radiación (donde están los lóbulos). Desea interferir lo menos posible con estos lóbulos

3) Cualquier metal debe mantenerse fuera. Las trazas de cobre podrían empeorar las cosas, ya que causarían ruido y podrían fallar la certificación de la FCC.

La realidad en las respuestas es esta. Dé la mayor cantidad de espacio libre posible y, sobre todo, siga las reglas del fabricante. Si un determinado producto solo puede dar 5 mm de espacio libre, entonces es lo que es. Afectará el patrón de radiación, pero cuánto es difícil de distinguir a menos que se usen simulaciones complejas o una cámara anaecoica.

Como punto de referencia, observe los pequeños transceptores USB vendidos con ratones inalámbricos. El transceptor está dentro del conector USB real, con solo la antena sobresaliendo. Para fines de marketing / diseño, lo mantuvieron muy corto y generalmente se salieron con la suya, aunque el rango no es el mejor. Pero, para su aplicación donde el mouse está a solo unos metros de distancia, es bueno.

He hecho algunos productos con rutas muy ajustadas y ubicación de antena. Cuando las cosas se pusieron muy mal y los efectos del metal que rodea la antena o el enrutamiento provocan la caída de los paquetes, la solución fue mover la antena. Básicamente use un conector U.FL o similar con un cable pequeño de 50 ohmios (estos están especialmente construidos) y coloque la antena en otra ubicación, o haga una antena personalizada que pueda darle el patrón de radiación que desee.

Entonces, al final, el diseño depende de muchos otros factores. No siempre obtienes el lujo del área perfecta para escapadas.