Startseite > Distribution > Design-In > Schlaue Helferlein für vielfältige Aufgabe

Chipantennen für IoT-Funkmodule

Schlaue Helferlein für vielfältige Aufgabe

26. Oktober 2018, 10:33 Uhr | Von Falko Ladiges, Teamleiter PEMCO bei WDI, und Manuel Carmona, RF Business Development Manager bei Johanson

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Integrierte Chipantennen

Um wie gewünscht zu funktionieren, sind Chipantennen abhängig von der Konstruktion der Grundplatine und benötigen eine eigene, entsprechend dimensionierte und unabhängige Fläche, um einen kompletten resonanten Schaltkreis darzustellen.

Die Antennen müssen typischerweise am Rand oder in den Ecken, abseits der metallisierten Leiterplatte, isoliert und mit Abstand zu Komponenten in einem eigenen Bereich platziert werden, um die optimale Abstrahlung zu gewährleisten. Ohne diesen Isolationsabstand wird die Leistung der Antenne signifikant beeinträchtigt.

Diese separate Sicherheitszone ist fundamental wichtig, um zu gewährleisten, dass die Antenne elektromagnetische Wellen zu anderen Geräten in benötigter Weise übertragen kann. Das Abstrahlungsverhalten der Antenne wird beeinflusst durch die Größe, den Montageort und die Nähe zum menschlichen Körper.

Chipantennen, die direkt auf die Grundplatine einer Schaltung montiert werden, sparen Platz und ermöglichen viele neue Anwendungen für drahtlose und miniaturisierte Geräte. Johanson Technology bietet eine Vielzahl von Antennen und andere Produkte an, die bereits auf Chipsätze führender IC-Hersteller abgestimmt sind. Johanson hat es durch Optimierung von Materialien, Produktionsprozessen und spezieller HF-Schaltungsentwicklung geschafft, die „Keep out“-Zone zu eliminieren. So wird die neue 2,4-GHz-Antenne 2450AT42E0100 jetzt direkt auf die metallisierte Grundplatte montiert. Sie misst 2 mm × 5 mm und ist entwickelt worden für knopfzellenbetriebene IoT Anwendungen, BLE, funkbasierte mobile Geräte, ZigBee und ISM-basierte Anwendungen sowie 802.11-Standard-Anwendungen, bei denen Metall, eine Batterie oder ein Display die komplette Länge oder Seite der Leiterplatte bedeckt.

Die Größe der Leiterplatte ist das A und O einer Anwendung. Die Größe und Platzierung der Chipantennen wird kritischer, je mehr Bauteile auf engstem Raum platziert werden müssen. Deshalb fokussieren sich Entwickler bei Komponentenherstellern darauf, kleinstmögliche Lösungen zu finden, die den verfügbaren Leiterplattenplatz optimal ausnutzen. Die Entwicklung von Antennen selbst ist ebenfalls eine Herausforderung in Bezug auf Leistung und Abstrahlweite. Denn etwa bei medizinischen Anwendungen können Funkstörungen und andere mögliche Störungen, die eine Signalunterbrechung bedeuten, fatal sein.

Auch gesetzliche Einschränkungen und Vorgaben sind möglich. So wie bei jedem drahtlosen Gerät, das HF-Technologien wie Bluetooth verwendet, Daten sammelt oder auswertet, kann es Regularien unterliegen, die durch Behörden kontrolliert oder beschränkt sind. Deshalb ist es enorm wichtig, dass das Gerät in dem dafür vorgesehenen Frequenzbereich arbeitet und das Design und die Platzierung der Antenne dies gewährleistet.

Leider wird die optimale Platzierung der Antenne häufig bis zum Ende einer Entwicklung hin „übersehen“, sodass die optimale Leistung der Antenne mit dem zu Verfügung stehenden Platz nicht mehr erreicht werden kann.

Um bei der korrekten Platzierung und Auswahl der richtigen Antenne behilflich zu sein, bietet Johanson Technology einen speziellen Service an. So können Entwickler ihre Entwürfe einsenden und Johanson schlägt nicht nur eine geeignete Antenne vor, sondern stimmt diese auch für optimale Funktionalität direkt im Design ab. Dieser Service kommt auch den Kunden von WDI entgegen. Der Distributor setzt auf fundierte technischer Beratung und effizienten Design-in-Support und ist seit 2018 Distributor und Repräsentant von Johanson Dielectrics und Johanson Technology.