凡亿专栏 | 是不是所有器件和走线都是离板边越远越好呢
是不是所有器件和走线都是离板边越远越好呢

当设计电路板时,通常会避免将器件和走线放置在板边,因为边缘处的电磁场会发生变化,这可能会引起干扰和噪声。然而,我们却发现,大多数射频天线都需要放置在板边。这反映了射频天线和其他电路元件之间的根本差异。在本文中,我们将讨论这些差异并解释为何射频天线需要放置在板边。


板载天线:


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外置天线:


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首先,我们需要理解射频电路和天线的工作原理。在射频电路中,传输的信号往往需要以电磁波的形式传递。这涉及到高频信号和频率响应,以及如何正确地引导电磁波以避免反射和衰减。而在射频天线中,我们实际上需要发射和接收这些电磁波,因此与普通的电路元件存在根本区别。

通常情况下,在我们设计电路板时,将器件和走线放置在板的中心区域是最好的选择。这是因为板边会形成边缘效应,即电场和磁场的反射和散射会导致不必要的信号干扰和噪声。另外,边缘处的电磁场也会导致信号反射和散射,从而影响电路的性能和可靠性,这也是为什么我们在进行PCB板布局之前需要对地层以及电源层内缩20H的原因。(H指的是地层到相邻电源层的距离)


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然而,对于射频天线来说,我们需要将它们放置在板边上,以最大化其性能和效率。原因是这些天线需要发射和接收电磁波,需要与外界进行通信,并将这些信号传输到目标设备中。与普通的电路元件不同,射频天线需要较长的导体长度以实现特定的频率响应,并需要更好的辐射和接收性能,以将信号传输到目标设备中。在这种情况下,将射频天线放置在板边上,会更好地促进电磁波的辐射和接收,从而实现更好的性能和效率。

那么,如何合理放置射频天线以实现最佳性能呢?

首先,我们需要了解不同天线之间的性能差异和适用场景。根据不同类型的射频天线的特性,我们可以将天线分类为定向天线和非定向天线。定向天线如方向性天线、小孔天线等,需要在特定方向上进行辐射或接收,最适合于需要在特定方向上进行通信或取向的应用中。而非定向天线如半波长天线、全波长天线等,则广泛应用于需要在不同方向上进行通信或取向的应用中。

其次,我们需要考虑射频天线的物理大小和放置位置。要优化天线性能,我们需要将天线的实际大小匹配到要传输的信号的波长。在选定天线的尺寸之后,我们需要根据电路板的物理大小和外壳限制来选择最佳的放置位置。在这个过程中,我们应该避免让天线太靠近靠近其它电路元件,并避免将天线放置在可能会导致干扰的区域。尽可能使天线靠近板边,能够增加天线的有效长度,提高频率响应和辐射效率。

最后,我们需要在设计过程中使用仿真工具对射频天线进行验证和优化。在实际应用中,天线的性能受到环境因素和外部干扰的影响,因此需要在设计过程中模拟这些因素并对天线进行优化。

总之,射频天线与其他电路元件存在根本区别,需要放置在板边以提高天线的辐射和接收性能。在设计阶段,我们需要根据不同的适用场景和天线类型,选择合适的天线和放置位置,并使用仿真工具进行验证和优化。此外,还需要综合考虑整体性能、可调性、电磁兼容性等因素,并将其纳入设计中。

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