Одна на всех

в 12:20, , рубрики: ifa, антенна, Беспроводные технологии, радиосвязь

Как-то так получилось, что в нескольких последних проектах я использовал в качестве излучающего элемента различные модификации IFA (Inverted А Antenna). Эта рабочая лошадка активно эксплуатируется в огромном количестве современных беспроводных устройств. Видовому разнообразию IFA мне и хотелось бы посвятить этот пост.

Попробуйте в поисковике ввести волшебное словосочетание Inverted F Antenna (IFA) и вы увидите невероятное разнообразие вариантов исполнения этой антенны – от проводных гигантов до планарно-керамических лилипутов. С чем связана такая популярность?

С развитием мобильных средств связи, портативных компьютеров, навигационных терминалов, носимой электроники и т.д. появилась необходимость в компактной и функциональной антенне, которая могла бы располагаться на печатной плате, занимая (лишь один слой)/(минимум места), а так же быть малочувствительной к тому, что расположено в других слоях и на обратной стороне платы. Одним из таких решений и стала IFA. Популярность такого решения объясняется тем, что IFA обладает относительно широкой полосой рабочих частот (до 10% от центральной частоты), относительно высокой эффективностью (отношением излучаемой мощности к подводимой), достигающей 65%, поддержкой многодиапазонности, малыми габаритами, способностью работать с вертикальной и горизонтальной поляризацией… Перечень достоинств достаточно внушительный. Так же нужно добавить, что популярность IFA связана еще и с тем, что она была достаточно подробно изучена и описана (в плане зависимости ее характеристик от геометрии). Если вам интересны технические подробности, отправляю к статье В.И. Слюсара «Антенны PIFA для мобильных средств связи: многообразие конструкций»

Однако для многих разработчиков интерес представляет именно антенна, выполненная на печатной плате в едином технологическом цикле с топологией разработанного устройства. И вот тут хотелось бы привести несколько примеров.
Когда на печатной плате (ПП) много места, можно сделать “классическую” PIFA (Printed IFA). Как, например, на изображениях ниже

Одна на всех
Внешний вид печатной платы с антенной

Одна на всех
Диаграмма направленности

Правда, чаще всего приходится изыскивать пути по уменьшению места, занимаемого антенной. Один из таких способов – “ZigZag” PIFA – изложен в известном для многих (я так думаю) документе. Проиллюстрирую…

Одна на всех
Топология платы с ZigZag” PIFA

Одна на всех
Диаграмма направленности для такой структуры

И на последок хотелось бы показать вариант двухдиапазонной PIFA (например, для сетей Wi-Fi), немного “свернутой” для уменьшения занимаемого места.

Одна на всех
Расчетная топология и макетная плата PIFA для диапазонов 2,4 ГГц и 5,2 ГГц

Одна на всех
Диаграмма направленности для частоты 2,45 ГГц

Одна на всех
Диаграмма направленности для частоты 5,25 ГГц

И это только малая часть из всего видового разнообразия IFA…

P.S. Был приятно удивлен, когда удалось найти несколько интересных статей на русском языке по заявленной мной тематике на сайте В.И. Слюсара, а так же смог кое-что почерпнуть из книги И.В. Гончаренко «Антенны КВ и УКВ часть 6: антенны УКВ».

Автор: Steve_R

Источник

* - обязательные к заполнению поля