Guía para Integrar una Antena en tu Proyecto

Implementar una antena en un proyecto puede ser, a veces, una tarea complicada. Según el tipo de antena, el montaje y  el proyecto, la solución óptima podría variar. En el siguiente artículo, nuestro partner 2J Antennas nos ofrece una serie de consejos que serán de gran utilidad para realizar una integración adecuada de la antena.

Esta entrada es la última de una serie de artículos centrados en antenas en los que se ha hablado sobre los conceptos básicos a tener en cuenta para seleccionar una antena y hemos dado una explicación detallada de las especificaciones técnicas de las antenas.

Factores clave y Tipos de Antena

Para un rendimiento óptimo de la antena se deben considerar los siguientes factores durante el proceso de integración.

• Posición
• Orientación
• Cableado
• Longitud del cable
• Ajuste de componentes

A continuación definiremos estos parámetros según el tipo de montaje de la antena:

• Antenas adhesivas (flexibles/rigidas)
• Antenas SBT (para circuito impreso)
• Antenas through-hole (exteriores)

Dentro de estas tres categorías, en función del tipo de señal, la antena tendrá sus características de integración específicas.

Montaje de Antenas Adhesivas

Señales LTE – GNSS – ISM – WIFI

• Se ha de buscar la posición y orientación de la antena más adecuada.
• Se ha de intentar mantener la longitud del cable original para mejorar la sintonización y la adaptación. En caso que no sea posible, reducir su espacio mediante el método de giro en U.  Si la única solución es reducir la longitud del cable, se deberá consultar al fabricante para que recomiende las mejores alternativas para maximizar el rendimiento de la antena dentro de los requisitos de modificación.
• Se ha de realizar medidas con el cable de antena conectado al dispositivo, instalando un cable de sonda a lo largo de la línea TX hacia el módulo y abriendo la conexión del módulo.
• Verificación de la sintonización y la adaptación después de que la antena esté integrada para determinar si son necesarios componentes adicionales de adaptación / sintonización.
• La carcasa que contenga la antena no puede estar hecha de materiales ferrosos, ya que el metal causaría interferencias y reduciría la calidad de la señal.

  Integración de antena LTE en dispositivo

Señales 5G NR – ISM – LTE

• La antena LTE o celular debe instalarse perpendicular a la PCB. Se debe evitar las instalación de antenas en paralelo, ya que esto reducirá la eficiencia de la radiación y / o captará todo el ruido de los componentes circundantes.
• Se requiere una distancia mínima de 15 mm a cualquier componente metálico.

Señales WIFI – GNSS – Alta Frecuencia

• La longitud del cable se puede ajustar, pero se recomienda mantener la longitud original y encontrar una manera de cablear el cable dentro de la carcasa del dispositivo.
• La antena se puede instalar en paralelo o perpendicular.
• Se requiere una distancia mínima de 8 mm a cualquier componente metálico.

Montaje de Antenas SMT

• Se recomienda utilizar un CPW-G (coplanar waveguide grounded) corto en el diseño de la línea TX.

PCB CPW

• Se debe seguir las instrucciones de diseño especificadas en la hoja de datos como dimensiones, pads de montaje, patrones, componentes de ajuste / sintonización, ubicación, etc. para un rendimiento óptimo de la antena.
• La longitud del plano de tierra que se extiende hasta la antena es muy importante para una adaptación y eficiencia óptimas.
• Un plano de tierra con un ancho pequeño es una ventaja para los requisitos de instalación dentro del dispositivo. Para aplicaciones LTE, se recomienda un plano de tierra con una longitud mínima de 100 mm.

Plano de tierra (ground plane) recomendado para aplicaciones LTE

• ISM – LTE: Colocar la antena en los lados más cortos de la placa para mejorar la eficiencia de la radiación.
• WIFI – GNSS: Se puede colocar la antena en cualquier lado indistintamente.
• GNSS – ISM – WIFI: La forma del plano de tierra puede variar.
• ISM: Longitud mínima de 60 mm del área del plano de tierra.
• GNSS: Longitud mínima de 50 mm del área del plano de tierra.
• WIFI: Superficie mínima de 30 mm para plano de tierra.

Integración de Antenas Through-hole

Las antenas de montaje throgh-hole son ideales para dispositivos que requieren durabilidad en condiciones extremas. Se encuentran comúnmente en aplicaciones de automoción o marinas. Estas antenas se instalan mejor en superficies metálicas que sirven como punto de conexión a tierra y ofrecen flexibilidad en la orientación y posición de la antena.

Al igual que con todas las antenas similares, siempre se recomienda confirmar la impedancia y la sintonización después de cada instalación. Se recomienda un plano de tierra mínimo de 40 x 40 mm para GNSS, satélite y WIFI. Para los estándares ISM, se recomienda una superficie mínima del plano de tierra de 50 x 50 mm.

Antena GPS montaje through-hole

Existen kits de desarrollo listos para usar para la mayoría de las antenas through-hole con el fin de minimizar cualquier necesidad de personalizaciones complicadas.

Más información sobre Antenas

En Venco disponemos de una amplia gama de antenas procedentes del catálogo de nuestro partner 2J: antenas embebidas, externas, multibanda e incluso a medida para uso en aplicaciones con conectividad Wifi, celular, Bluetooth, bandas ISM, GNSS… Puedes descargarte su catálogo completo actualizado en nuestra web.

La selección de antenas puede requerir conocimientos especializados, así que cuando tenga dudas consulte a nuestros expertos. Nuestros ingenieros pueden guiarlo en la elección de su antena y garantizar el éxito de su proyecto. Venco Electrónica es proveedor de soluciones para Electrónica Industrial en España y Portugal con experiencia de más de treinta años en el sector de la electrónica.

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Artículo traducido y adaptado de la web de 2J: https://www.2j-antennas.com/services/antenna-integration-guideline