Antenne integrate su PCB: progettazione ed industrializzazione

05/04/2019

L'importanza di una corretta industrializzazione delle antenne integrate

 

NOTA: puoi liberamente scaricare, stampare e conservare la versione in formato PDF di questo articolo cliccando qui.

 

Ti racconto la storia della progettazione del nuovo apparato IoT della Pincopallino Srl… 

…al kick-off del progetto tutti i tecnici dell’azienda vengono coinvolti, com’è giusto che sia, per definire struttura meccanica, parte elettronica, software, ecc…in modo da definire da subito un modello 3D dell’oggetto, che deve essere il più piccolo possibile e con estetica accattivante.

Il tutto viene approvato dal Cliente, quindi si procede.

Per la parte antenna integrata si è fatto riferimento ad alcune schede tecniche di antenne presenti in commercio (miniaturizzate a chip SMD oppure su PCB).

Dopo aver completato la meccanica, sbrogliato il circuito, definito il layout in funzione di tutti i componenti elettronici, si inserisce l’antenna nello spazio rimasto a disposizione, come se fosse un componente SMD qualsiasi. Ed ecco che, in questa fase ormai avanzata del progetto, quando la Pincopallino Srl è in procinto di realizzare le prove di validazione con il Cliente, ci si accorge che l’antenna non funziona affatto come dovrebbe.

Ora, non essendo noi i dipendenti o i proprietari della fantomatica Pincopallino Srl, poco ci importa di quali azioni dovranno essere intraprese per cercare di recuperare la situazione, ma è sicuramente più utile per noi rispondere a questa domanda:

 

Cosa è necessario fare per non ritrovarsi in questa situazione ed evitare lo spreco di risorse e relativo costo che ne consegue?

 

Ecco di seguito cinque consigli su cosa sia opportuno verificare sin dalle prime fasi della progettazione di un apparato IoT che presenta al suo interno un’antenna integrata.

 

Scarica gratuitamente il PDF cliccando qui.

 

1. Evaluation board

E’ un errore comune quello di pensare che le prestazioni indicate nella scheda tecnica di queste antenne siano vere in assoluto. Bisogna invece considerare che le prestazioni fornite dal produttore sono state ottenute posizionando l’antenna su di una evaluation board di dimensioni tali da riprodurre le migliori condizioni di fuzionamento possibili.

Il consiglio è quindi quello di verificare quali siano queste dimensioni e porsi la domanda:

quanto è diverso l’oggetto che sto sviluppando rispetto all’evaluation board dell’antenna che voglio utilizzare?

 

Scarica gratuitamente il PDF cliccando qui. 

 

2. Elementi che degradano le prestazioni dell’antenna

Altro errore piuttosto diffuso è quello di considerare le antenne integrate alla stregua di una classica antenna di tipo tradizionale e quindi acquistarla da un qualunque catalogo e montarla nel proprio apparato senza alcuna precauzione. Fare in questo modo può potrarci ad avere cattive sorprese.

La differenza sta nel fatto che, mentre nell’antenna tradizionale tutte le componenti meccaniche sono ottimizzate allo scopo di ottenere il massimo delle prestazione dall’antenna stessa, nel caso delle antenne integrate il focus è puntato sulle prestazioni dell’apparato all’interno del quale l’antenna è ospitata.

E’ utile quindi avere la giusta sensibilità in merito a quanto gli altri componenti elettronici presenti possano disturbare l’antenna e cercare la condizioni migliori in ogni specifico caso.

 

Scarica gratuitamente il PDF cliccando qui.

 

3. Tolleranze di montaggio

Normalmente si pone, giustamente, l’attenzione sulle tolleranze necessarie all’integrità meccanica dell’oggetto. Nel caso di apparati con un’antenna integrata all’interno, si deve tener conto di come queste tolleranze non siano sufficienti a garantire il corretto funzionamento dell’antenna stessa.

La posizione dell’antenna rispetto agli altri componenti elettronici deve essere definita in modo preciso e rigoroso se si vuole procedere in modo corretto.

 

Scarica gratuitamente il PDF cliccando qui.

 

4. Gradi di libertà

Un’antenna integrata necessita di alcuni gradi di libertà per essere realizzata in modo ottimale. Verificarne il funzionamento solo nella parte finale del progetto, con l’apparato ormai definito, rischia di escludere la possibilità di apportare i miglioramenti richiesti.

Per evitare questo, è consigliabile effettuare l’industrializzazione dell’antenna sin dalle prime fasi, quando le necessarie modifiche sono ancora possibili.

 

Scarica gratuitamente il PDF cliccando qui.

 

5. Mock-up di sviluppo e di certificazione

Sono sicuro che concorderai con me se dico che lo sviluppo dell’antenna deve essere svolto su di un mock-up che sia in grado di riprodurre nella maniera più fedele possibile l’apparato definitivo. Più è preciso il mock-up, meno sorprese rischio di trovare al termine dello sviluppo.

Voglio però raccontarti dell’errore che è stato fatto dalla Pincopallino Srl dopo che le prove sul campo hanno dato finalmente esito positivo.

Nelle prove di certificazione che sono state successivamente effettuate, non si è tenuto conto del fatto che il mock-up da realizzare per questa specifica fase, nella maggior parte dei casi NON coincide con il mock-up realizzato per lo sviluppo. Questo perché le certificazioni vengono realizzate utilizzando cavi di collegamento o altri componenti, non utilizzati durante il normale funzionamento dell’apparato, che possono modificare il comportamento elettrico dell’antenna. E’ pertanto assolutamente necessario tenerne conto e realizzare un mock-up specifico.

Il consiglio è quindi semplice: così come è opportuno acquisire la giusta sensibilità in merito ad eventuali componenti che possono disturbare l’antenna durante il normale funzionamento, è altrettanto necessario tener conto di quali siano le condizioni in cui vengono realizzate le prove di certificazione, anche sfruttando il supporto di un consulente o di un tecnico specializzato esterno all’azienda.

Se ti interessa e vuoi approfondire l'argomento, trovi l'articolo completo redatto dall'Ing. Francesco Zaccarini in questo documento tecnico di 9 pagine in formato PDF da scaricare, stampare e conservare.

Scarica gratuitamente il PDF cliccando qui.

 

Sei il direttore tecnico oppure il responsabile acquisti della tua Azienda e vuoi parlare con un esperto della tua esperienza o di un tuo progetto?

Scrivimi a [email protected] oppure chiamami al 338 16.66.122 per organizzare un incontro.

Se preferisci puoi prenotare direttamente qui una riunione Skype.

 

Clicca qui per ricevere la "Guida alla lettura delle specifiche elettriche delle antenne" in omaggio 

 

*Scopri di più su AntennaSicuraper risolvere i tuoi problemi con le antenne professionali.

**Scopri di più su AntennaSuMisural'innovativo metodo di progettazione garantito "Soddisfatto o soddisfatto"

 

Flaminio Bollini

ElettroMagnetic Services Srl

Email: [email protected]

Segui EMS e resta aggiornato

In omaggio la nostra "guida con le 7 regole d'oro per valutare l'attendibilità della scheda tecnica di un'antenna"

Iscriviti ora

Technical E-Papers

Leggi i nostri approfondimenti tecnici

Scarica la guida GRATUITA

X

Non comprare niente!

Prima scarica gratuitamente la "Guida alla lettura delle specifiche elettriche" per conoscere i segreti delle antenne professionali.