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Na revisão do design dos receptores de carga inalámbrica, a seleção de chips magnéticos geralmente gira em torno de três indicadores: eficiência de carga inalámbrica, distância de leitura da NFC e aumento da temperatura. Se esses três critérios forem cumpridos, o esquema de chips magnéticos será aprovado. A sensibilidade GPS, o fluxo Wi-Fi e o nível de recepção celular frequentemente não estão na mesma forma de avaliação.
Mas a antena dentro do telefone não existe isoladamente. A antena GPS, antena Wi Fi, antena celular e bobina de carga sem fio compartilham a área de fundo e meio do corpo. Após o parche magnético estar ligado, ela não só muda o campo magnético ao redor da bobina de carga sem fio e antena NFC, mas também muda o ambiente eletromagnético de todas as antenas adjacentes. Este tipo de impacto pode não necessariamente aparecer no livro de especificações da folha magnética, mas aparecerá no relatório de teste RF de toda a máquina.
Efeitos triplos de placas magnéticas em antenas adjacentes: carga magnética, acoplamento de metal e redistribuição próxima
Há três caminhos principais através dos quais o parche magnético receptor afeta antenas adjacentes.
A primeira é a carga magnética
Após o material de alta permeabilidade magnética da folha magnética entrar no campo próximo da antena, mudará a distribuição de fluxo magnético ao redor da antena, o que é equivalente à adição de um componente adicional de indução à indução da antena. Isto é semelhante ao mecanismo pelo qual as fichas magnéticas afetam as antenas da NFC, exceto que o objeto é substituído por uma antena GPS ou Wi Fi. Se o disco magnético estiver muito perto da antena, a frequência de ressonância da antena pode mudar para frequências mais baixas, causando um incumprimento na rede de correspondência originalmente ajustada e uma diminuição da eficiência. Para antenas de banda estreita (como GPS a 1,575 GHz), uma compensação de frequência de várias dezenas de MHz é suficiente para deteriorar a relação de ondas de pé.
A segunda é o acoplamento de metal
Folhas magnéticas geralmente vêm com um apoio metal (fólia de cobre ou camada de metal) para escudos e suporte estrutural. Esta camada de metal aparece como um condutor adicional à antena vizinha. Se a distância entre a borda metal da placa magnética e o radiador da antena estiver muito próxima, a borda metal pode se tornar um caminho de acoplamento parasita no campo próximo da antena, mudando o padrão de radiação ou impedência de entrada da antena. Na banda de frequência de ondas de milímetros, o efeito de dispersão das bordas de metal é mais significativo.
A terceira é a redistribuição próxima ao campo
A alta permeabilidade magnética da folha magnética "atrairá" linhas de campo magnético para se concentrar em si mesmo, o que significa que a distribuição de fluxo magnético no campo próximo da antena é redirecionada. Para antenas com componentes de campo magnético como componente principal (como NFC e algumas antenas celulares de baixa frequência), essa redistribuição pode mudar o volume efetivo de radiação da antena; Para antenas dominadas por componentes de campo elétrico, o impacto é relativamente pequeno, mas a constante dielétrica da folha magnética ainda participa na distribuição de campo próximo.
Antenas em diferentes faixas de frequência são afetadas em graus variados
O impacto das placas magnéticas nas antenas em diferentes faixas de frequência não é igual.
Antena GPS
Trabalhando a 1,575 GHz (L1) e 1,227 GHz (L5), pertence a antenas de estreita banda polarizadas circularmente e é altamente sensível aos ambientes dielétricos e condutores circundantes. A carga magnética e o acoplamento de metal da folha magnética podem deteriorar a relação axial e diminuir o ganho da antena GPS. O próprio sinal GPS é extremamente fraco (cerca de -130 dBm), e se a eficiência da antena diminuir por alguns dB, pode prolongar o tempo de posicionamento ou diminuir a precisão de posicionamento.
Antena Wi-Fi
Trabalhando a 2,4 GHz e 5 GHz, a largura de banda é relativamente larga e a tolerância para o offset de frequência é maior que o GPS. No entanto, se o apoio metal da folha magnética estiver muito perto da antena Wi-Fi, ela ainda pode reduzir a eficiência da antena através do acoplamento de campo próximo. Na configuração do MIMO, o impacto das fichas magnéticas em diferentes unidades de antenas não é consistente, e pode também mudar a correlação entre as antenas, afetando o rendimento do MIMO.
Antena celular (Sub-6 GHz)
Normalmente localizada no quadro médio ou no fundo, a distância física da bobina de carga sem fio é relativamente longe, e o grau de impacto é geralmente menor que GPS e Wi Fi. No entanto, em alguns modelos compactos pilhados, a borda da folha magnética pode se estender à região próxima do campo da antena celular, e o impacto ainda precisa ser avaliado.
As relações espaciais determinam o grau de influência: distância, área e direção
O grau de influência de um parche magnético nas antenas adjacentes depende de três variáveis espaciais: distância, área e direção.
distância
O fator mais direto. Quanto mais perto a distância entre a borda do prato magnético e o radiador da antena, mais forte a carga magnética e o acoplamento de metal. Uma prática comum na engenharia é manter uma certa "distância segura" entre o imã e a antena GPS/Wi Fi, mas não há padrão unificado para essa distância, que depende do design específico da antena, da permeabilidade magnética do imã e do tamanho da suporte metal. Em modelos compactos, a distância de segurança pode ser comprimida a alguns milímetros, e a influência de placas magnéticas precisa ser confirmada através de simulação ou medição real.
Área
Ela determina o intervalo que o disco magnético ocupa no campo próximo. Quanto maior o tamanho planar da folha magnética, mais antenas cobre ou se aproxima, e quanto maior a gama de impacto potencial. A regra de cobertura de 90% é para bobinas de carga sem fio, mas não garante que o parche magnético também seja "seguro" para antenas adjacentes. O design de área de chips magnéticos precisa encontrar um equilíbrio entre eficiência de carga sem fio e compatibilidade com antenas adjacentes.
direção
Ela determina qual parâmetro da antena é afetado pelo parâmetro magnético. Quando o parche magnético está localizado na parte posterior da antena (no lado do plano terrestre), afeta principalmente as condições de fundo da antena; Quando o parche magnético está localizado no lado da antena, afeta principalmente a distribuição próxima do campo da antena; Quando a placa magnética está localizada diante da direção de radiação da antena, ela pode bloquear diretamente a radiação. A relação relativa entre a posição de montagem do parche magnético e a disposição da antena precisa ser considerada no estágio do design estrutural.
Por que a seleção magnética precisa incluir antenas adjacentes na validação
A folha de especificação da folha magnética apenas descreve as propriedades magnéticas e perdas do próprio material, e não descreve a sensibilidade da antena adjacente após ser ligada. Isso significa que mesmo que o chip magnético satisfaça tanto os indicadores de carga sem fio como os indicadores da NFC, seu impacto nas antenas GPS/Wi Fi ainda é uma variável não verificada.
Ainda mais problemático é que esse impacto não é visível na inspecção entrante e testes separados de placas magnéticas. Só é exposto durante o teste RF de toda a máquina, e neste momento, o esquema de chip magnético foi bloqueado, com espaço limitado de ajuste. Se a sensibilidade do GPS diminui durante o teste geral, a primeira reação dos engenheiros é muitas vezes verificar a própria antena do GPS ou a rede correspondente, em vez de necessariamente rastrear-a para o parche magnético. A influência dos discos magnéticos é, portanto, facilmente subestimada ou incorrectamente atribuída.
Seleção e julgamento de placas magnéticas no final de recepção baseada na relação espacial entre antenas e placas magnéticas
Primeiro, antes de selecionar o parche magnético, desenhar um diagram a de relação espacial entre o parche e todas as antenas adjacentes
Confirme as posições relativas de GPS, Wi-Fi, antenas celulares e bobinas de carga sem fio, bem como se as dimensões planares do parche magnético se estenderão para a área próxima do campo dessas antenas. Se a distância entre a borda da folha magnética e o radiador da antena for menor do que o raio próximo do campo da antena, a influência da folha magnética precisa ser avaliada durante a fase de projeto, em vez de esperar até que toda a máquina seja testada antes de investigar.
Em segundo lugar, usar os indicadores de RF das antenas adjacentes como elementos independentes de verificação para o esquema de chips magnéticos
No estágio da amostra, comparar as diferenças na sensibilidade GPS, fluxo Wi Fi e nível de recepção celular entre as condições "com chips magnéticos" e "sem chips magnéticos". Se a diferença excede o intervalo aceitável, é necessário ajustar o tamanho, posição ou sistema material da folha magnética, em vez de apenas otimizar a eficiência de carga sem fio.
Em terceiro lugar, na seleção de sistemas materiais, considerem o "raio de influência" das folhas magnéticas em antenas adjacentes
A gama de influência de materiais de alta permeabilidade no campo próximo é geralmente maior, enquanto o raio de influência de baixa permeabilidade ou folhas magnéticas finas é relativamente menor. Se o disco magnético deve estar perto da antena GPS ou Wi Fi, escolher uma solução com permeabilidade magnética moderada e uma área de apoio metal menor pode ser mais benéfica para a compatibilidade geral da RF do que buscar a maior permeabilidade magnética.
Quarto, reserva uma zona de transição entre a folha magnética e a antena no design da pilha
Se o espaço permite, deixar uma zona de transição entre a borda da placa magnética e o radiador da antena sem metal e materiais de alta permeabilidade pode enfraquecer a força da carga magnética e do acoplamento de metal. Não há padrão unificado para a largura da zona de transição, que precisa ser determinado com base na banda de frequência da antena, características magnéticas e estrutura geral.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produtos da folha magnética final recebendo cobre folhas compostas de ferrito e folhas compostas de nanocristalina, e pode proporcionar diferentes níveis de permeabilidade magnética e tamanhos de plano baseados na localização e banda de frequência das antenas adjacentes. Também sustenta a avaliação comparativa dos indicadores de RF das antenas adjacentes em condições de "folha magnética/folha não magnética" durante o estágio da amostra.
Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.