"Effet voisin" de la tranche magnétique à la réception: pourquoi la sensibilité GPS diminue après l'ajout de la tranche magnétique

Le premier est le chargement magnétique

Une fois que le matériau à haute perméabilité de la pièce magnétique entre dans le champ proche de l'antenne, il modifie la distribution du flux autour de l'antenne, ce qui équivaut à superposer une composante inductive supplémentaire à l'inductance de l'antenne. C'est le même mécanisme que la pièce magnétique affecte une antenne NFC, sauf que l'objet est remplacé par une antenne GPS ou Wi - fi. Si la pièce magnétique est trop proche de l'antenne, la fréquence de résonance de l'antenne peut être décalée vers les basses fréquences, le réseau d'adaptation initialement bien accordé est désadapté et l'efficacité diminue. Pour une antenne à bande étroite (par example 1575 GHz pour un GPS), un décalage en fréquence de quelques dizaines de MHz est suffisant pour détériorer le rapport d'ondes stationnaires.

Le second est le couplage métallique

Les pièces magnétiques sont généralement livrées avec un support métallique (feuille de cuivre ou couche métallique) pour le blindage et le support structurel. Cette couche de métal, aux yeux des antennes voisines, est un conducteur supplémentaire. Si le bord métallique de la pièce magnétique est trop proche du radiateur de l'antenne, le bord métallique peut devenir un chemin de couplage parasite dans le champ proche de l'antenne, modifiant le diagramme de rayonnement ou l'impédance d'entrée de l'antenne. Dans la bande des ondes millimétriques, l'effet de diffusion des bords métalliques est encore plus prononcé.

La troisième est la redistribution en champ proche

La Perméabilité magnétique élevée d'une pièce magnétique "attire" les lignes de champ vers elles - mêmes, ce qui signifie que la distribution du flux magnétique du champ proche de l'antenne est redirigée. Pour les antennes à composante de champ magnétique prédominante (par example NFC, antenne cellulaire partiellement basse fréquence), cette redistribution peut modifier le volume de rayonnement effectif de l'antenne; Pour les antennes dominées par la composante de champ électrique, l'impact est relativement faible, mais la constante diélectrique de la pièce magnétique participe encore à la distribution de champ proche.

Antenne GPS

Fonctionnant à 1575 GHz (L1) et 1227 GHz (L5), il appartient à une antenne à polarisation circulaire à bande étroite et est très sensible au milieu environnant et à l'environnement conducteur. La charge magnétique de la pièce magnétique et le couplage métallique peuvent tous deux détériorer le rapport d'axe de l'Antenne GPS, réduire le gain. Le signal GPS lui - même est extrêmement faible (environ - 130 DBM) et une diminution de l'efficacité de l'antenne de quelques DB peut prolonger le temps de positionnement ou réduire la précision de positionnement.

Antenne Wi - Fi

Fonctionnant à 2,4 GHz et 5 GHz, la bande passante est relativement large et la tolérance au décalage de fréquence est supérieure à celle du GPS. Mais le support métallique de la pièce magnétique peut encore réduire l'efficacité de l'antenne par couplage en champ proche si elle est trop proche de l'antenne Wi - fi. Dans une configuration MIMO, les effets de la pièce magnétique sur les différentes unités d'antenne ne sont pas cohérents et peuvent également modifier la corrélation entre les antennes, affectant le débit MIMO.

Antenne cellulaire (sub - 6 GHz)

Généralement situé dans le cadre moyen ou en bas, relativement loin physiquement de la bobine de charge sans fil, il est généralement moins affecté que le GPS et le Wi - fi. Mais dans certains modèles compacts empilés, où les bords de la pièce magnétique peuvent s'étendre jusqu'à la zone de champ proche de l'antenne cellulaire, l'impact doit encore être évalué.

distance

Le facteur le plus direct. Plus la distance entre le bord de la pièce magnétique et le radiateur de l'antenne est proche, plus la charge magnétique et le couplage métallique sont forts. Il est courant en ingénierie de maintenir la pièce magnétique à une certaine « distance de sécurité» de l'Antenne GPS / Wi - FI, mais il n'existe pas de norme uniforme pour cette distance, qui dépend de la conception spécifique de l'antenne, de la Perméabilité magnétique de la pièce magnétique et de la taille du support métallique. Dans les modèles compacts empilés, la distance de sécurité peut être comprimée à quelques millimètres, à un moment où l'impact de la pièce magnétique doit être confirmé par simulation ou par mesure.

Zone

Détermine la plage que la pièce magnétique "occupe" en champ proche. Plus la surface plane d'une pièce magnétique est grande, plus elle couvre ou s'approche d'antennes et plus la portée des effets potentiels est large. La règle des 90% de couverture est pour les bobines de charge sans fil, mais elle ne garantit pas que la pièce magnétique est également « sûre» pour les antennes voisines. La conception de la surface de la pièce magnétique nécessite de trouver un équilibre entre l'efficacité de charge sans fil et la compatibilité des antennes voisines.

direction

Détermine quel paramètre de l'antenne la pièce magnétique affecte. La pièce magnétique affecte principalement les conditions de mise à la terre de l'antenne lorsqu'elle est située à l'arrière de l'antenne (côté de la couche de mise à la terre); Lorsque la pièce magnétique est située sur le côté de l'antenne, elle affecte principalement la distribution du champ proche de l'antenne; La pièce magnétique peut masquer directement le rayonnement lorsqu'elle est située en avant de la direction de rayonnement de l'antenne. La relation relative entre la position de montage de la pièce magnétique et la disposition de l'antenne doit être prise en compte au stade de la conception structurelle.

Le cahier des charges de la pièce magnétique décrit uniquement l'énergie magnétique et les pertes du matériau lui - même, et ne décrit pas « ce qui se passe avec la sensibilité de l'antenne à côté après l'avoir collé». Cela signifie que même si la pièce magnétique est conforme aux deux indicateurs de charge sans fil et NFC, son impact sur les antennes GPS / Wi - Fi reste une variable non vérifiée.

Plus gênant encore, cet effet n'est pas visible dans l'inspection des matériaux entrants et dans les tests individuels des pièces magnétiques. Il n'est exposé qu'au test RF de la machine entière, alors que le schéma de la pièce magnétique est verrouillé et que l'espace de réglage est limité. Si une diminution de la sensibilité GPS est détectée lors d'un test de machine entière, la première réaction d'un ingénieur est souvent d'examiner l'Antenne GPS elle - même ou le réseau correspondant, sans nécessairement remonter à la pièce magnétique. Les effets des pièces magnétiques sont donc facilement sous - estimés ou mal attribués.

Tout d'abord, avant le choix de la feuille magnétique, dessiner un diagramme des relations spatiales de la feuille magnétique avec toutes les antennes voisines

Vérifiez la position relative des antennes GPS, Wi - FI, cellulaires par rapport à la bobine de charge sans fil et si les dimensions planes de la pièce magnétique s'étendent jusqu'à la zone de champ proche de ces antennes. Si le bord de la pièce magnétique se trouve à une distance du radiateur de l'antenne inférieure au rayon de champ proche de cette antenne, l'impact de la pièce magnétique doit être inclus dans l'évaluation au stade de la conception plutôt que d'attendre que l'ensemble de la machine soit testé avant d'être examiné.

Deuxièmement, prendre l'indicateur RF de l'antenne voisine comme terme de vérification indépendant du schéma de la feuille magnétique

Lors de la phase d'échantillonnage, comparez les différences de sensibilité GPS, de débit Wi - fi et de niveau de réception cellulaire dans les conditions « avec et sans bande magnétique». Si la différence est au - delà de ce qui est acceptable, il est nécessaire d'ajuster la taille, la position ou le système de matériaux de la pièce magnétique plutôt que d'optimiser uniquement l'efficacité de la charge sans fil.

Troisièmement, dans le choix du système de matériaux, considérez le "rayon d'influence" de la pièce magnétique sur l'antenne voisine.

Les matériaux à haute Perméabilité magnétique ont généralement une plus grande portée d'influence sur le champ proche et les matériaux à faible perméabilité magnétique ou les pièces magnétiques minces ont un rayon d'influence relativement faible. Si la pièce magnétique doit être à proximité d'un GPS ou d'une antenne Wi - FI, le choix d'un schéma avec une Perméabilité magnétique modérée et une petite surface de support métallique peut être plus favorable à la compatibilité RF de l'ensemble de la machine que celui qui vise la Perméabilité magnétique la plus élevée.

Quatrièmement, réserver une zone de transition entre la pièce magnétique et l'antenne dans la conception de l'empilement

Si l'espace le permet, laisser une zone de transition sans métal et sans matériau à haute perméabilité entre le bord de la feuille magnétique et le radiateur de l'antenne peut atténuer l'intensité de la charge magnétique et du couplage métallique. La largeur de la zone de transition n'a pas de norme uniforme et doit être déterminée en fonction de la bande de fréquence de l'antenne, des caractéristiques de la tranche magnétique et de la structure de la machine entière.

Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa ligne de produits de feuille magnétique d'extrémité de réception couvre la feuille composite de ferrite avec la feuille composite de Nanocristal, peut fournir différentes classes de Perméabilité magnétique et des schémas de taille de plan en fonction de l'emplacement et de la bande de fréquence de l'antenne adjacente, et prend en charge l'évaluation comparative des marqueurs RF de l'antenne adjacente dans des conditions « avec / sans feuille magnétique» pendant la phase d'échantillonnage.

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