Ni siquiera las mejores antenas GNSS y de telefonía móvil pueden superar una integración que merme sus prestaciones. A continuación se enumeran cuatro de los principales errores que hay que evitar al diseñar un dispositivo, todos ellos basados en productos reales que los ingenieros de Taoglas han ayudado a optimizar.
La placa de circuito impreso es demasiado pequeña, tiene una forma inadecuada o ambas cosas
El problema: Las placas de circuito impreso (PCB) pequeñas y de forma irregular son habituales en muchos dispositivos, especialmente en productos de IoT, como los localizadores de activos y los dispositivos wearables. Colocar una antena de parche en una PCB de forma irregular o demasiado pequeña para proporcionar un plano de tierra suficiente altera el flujo de corriente. Estas limitaciones afectan negativamente a parámetros clave como la relación axial, lo que da lugar a una recepción de señal poco fiable. Montar una antena de parche en una esquina de la PCB puede desestabilizar su rendimiento al alterar las corrientes óptimas del plano de tierra.
Las antenas de chip, por su parte, dependen en gran medida del plano de masa de la placa de circuito impreso para funcionar como estructura resonante. Un plano de masa demasiado pequeño reducirá considerablemente su eficiencia y su ancho de banda.
La solución: Tanto en el caso de los parches como de los chips, diseña siempre teniendo en cuenta el tamaño y la forma del plano de tierra especificados en la guía de integración de la antena para obtener un rendimiento óptimo. Por ejemplo,la guía de integración de la antena WLA.04 de Taoglas recomienda colocarla en el punto medio del lado largo de la placa de circuito impreso, con un plano de tierra mínimo de 90 × 50 mm.
Más consejos: Consulta «Por qué la ubicación de la antena en las placas de circuito impreso es fundamental para el rendimiento de radiación de las antenas de chip» y «Introducción a los planos de tierra para dispositivos móviles y GNSS».
Área de seguridad insuficiente y proximidad a metales
El problema: si se coloca la antena demasiado cerca de otros componentes, blindajes metálicos o baterías, se desajusta y bloquea las señales. La falta de una zona de seguridad adecuada es una causa frecuente de averías.
La solución: Sigue la guía de integración de la antena para garantizar un espacio libre adecuado. Por ejemplo, Taoglas recomienda mantener la antena a una distancia mínima de 20 mm de la batería. Y no pases por alto la proximidad a tornillos, cables y pistas de cobre, ya que todos ellos pueden interferir en las señales radiadas.
Por supuesto, esto es más fácil de decir que de hacer en dispositivos en los que hay que encajar todos los componentes a la fuerza para cumplir con los requisitos de un diseño esbelto, como los localizadores para mascotas. Una solución es elegir la antena más pequeña que cumpla con los requisitos del producto y de rendimiento. Un ejemplo es la antena PCS.62.A de Taoglas , diseñada para aplicaciones celulares por debajo de los 6 GHz. Con unas dimensiones de tan solo 38 x 10,3 x 3 mm, esta antena ultracompacta aumenta la flexibilidad de diseño simplemente porque ocupa menos espacio en la placa.
Más consejos: Consulta «Consejos clave para garantizar que tu PCB optimice el rendimiento de la antena y de la aplicación».
Interferencias en la carcasa con antenas de parche
El problema: cuando la carcasa de un dispositivo se coloca a ras de la parte superior de una antena de parche, se crea un espacio dieléctrico que desajusta la antena, lo que provoca un desplazamiento de su frecuencia y una reducción de la ganancia.
La solución: Sigue la guía de integración de la antena para respetar el espacio libre necesario entre el radiador de la antena y la carcasa en tu diseño mecánico (deja un espacio de más de 2 mm). En algunos casos, una antena a medida podría ser la única opción, por ejemplo, cuando el diseño del factor de forma ya está definido.
Esta opción también se aplica a otros tipos de antenas. Por ejemplo, Taoglas diseñó una antena GNSS flexible a medida para adaptarse al diseño exclusivo del ciclocomputador «The One» de Absolute Cycling. La antena personalizada Taoglas FXP614.A era la única forma de cumplir los exigentes requisitos de rendimiento de «The One», como la precisión en la medición de pendientes y altitud. Para obtener más información, consulta «Una antena GNSS personalizada permite al ciclocomputador The One de Absolute Cycling combinar un diseño elegante con un alto rendimiento».
Líneas de transmisión desajustadas
El problema: el uso de una línea de transmisión mal diseñada que no está adaptada a 50 ohmios provoca una pérdida de potencia significativa debido a la reflexión de la señal. A menudo, los diseñadores no tienen esto en cuenta.
La solución: La adaptación de impedancia garantiza que la antena pueda emitir toda la señal que proporciona el transmisor. Esto también maximiza la duración de la batería, ya que el transmisor no desperdicia energía que, literalmente, no llega a ninguna parte porque se refleja.
En el caso de la telefonía móvil, una adaptación adecuada de la impedancia también es fundamental para obtener la certificación de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) y de cada operador móvil cuya red se vaya a utilizar.
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