В этой статье будет рассказано о моих результатах проектирования антенны на печатной плате (ПП) в виде анализа и практических советов. Поскольку я далек от данной области и не являюсь специалистом или полуспециалистом в антеннах, то и статья написана для обычных «рабочих лошадок» широкого профиля и не содержит утверждений, за которые я бы «дал зуб».
Наверное, самое темное и спекулятивное место на ПП — антенна, поскольку она выходит из удобных границ квазистационарного поля, позволяющего сводить элементы топологии к длинным линиям, индуктивностям и емкостям, и функционирует на уровне первозданного электромагнитного поля со всеми вытекающими сложностями. Задача, которая была поставлена перед мной, банальна и типична: для удешевления производства необходимо заменить покупную керамическую антенну, работающую в 3 диапазонах (703–960 Мгц, 1710–2200 Мгц, 2500–2690 МГц, стандартные диапазоны для сотовой связи) на антенну на ПП. Место под антенну на ПП подрасширили по сравнению с керамикой, и дело осталось за малым — спроектировать антенну.
Мой опыт по рисованию антенн на ПП был типовым, как и задачи: BLE, WIFI и субгигагерцовые транссиверы, берем мануал от уважаемой «конторы», я брал каталог антенн от TI, копируем и подрезаем/удлиняем, чтобы резонанс s11 был на желанной частоте. Но постепенно у меня накопились подозрения, что не все так просто. Поскольку приходилось перебирать разные антенны — и на ПП, где есть место, и различные керамики, где места нет, то у меня накопился некий опыт, который не всегда сходился с простой догмой: лучше s11 — лучше антенна. Результатом этого наблюдения стало расширение процедуры настройки антенн: