Chip vs PIFA: scegliere l’antenna giusta per il settore sanitario IoT in rapida crescita

Secondo un recente rapporto di ricerca di mercato sulla trasparenza, il mercato dei dispositivi medici IoT dovrebbe aumentare entro il 2026. Questi dispositivi possono comprendere “dispositivi di monitoraggio dei segni vitali, sistemi di imaging, dispositivi respiratori, dispositivi cardiaci impiantabili, dispositivi per infusione, macchine per anestesia, dispositivi neurali, dispositivi, dispositivi di monitoraggio fetale e ventilatori”.

Questo aumento di prospettive potrebbe consentire ai progettisti del settore dei dispositivi medici di notare innovazioni hardware significative, anche a livello passivo. Ad esempio, il produttore passivo Abracon ha recentemente aggiornato la selezione di antenne per risonatori dielettrici, confermando il nostro impegno per le soluzioni per i dispositivi medici IoT.

La guida alla selezione dei chip di Abracon copre più categorie come Wi-Fi, telefoni cellulari e assistenza medica. Per gentile concessione delle immagini utilizzate Abracon

A causa delle sue piccole dimensioni (2 mm x 1,25 mm), è comunemente noto come antenna chip. Antenna risonatore dielettrico Presenta alcuni vantaggi rispetto alle antenne PCB piatte stampate. Questo articolo confronta i due e descrive come ciascuno svolge un ruolo nel panorama embedded in evoluzione.

Vantaggi di progettazione di antenne chip e PIFA

Sia le antenne a chip che le antenne planari a F invertito (PIFA) hanno una propria complessità di progettazione e richiedono l’esperienza dei progettisti RF per navigare.

Le antenne a chip sono ben sintonizzate con una rete passiva di componenti induttori e condensatori, creando un sistema ricetrasmettitore ben armonizzato. In confronto, PIFA richiede una simulazione significativamente maggiore e, in alcuni casi, un’ulteriore rotazione della scheda per ottimizzare la catena RF.

Alcuni altri Considerazioni pratiche per la scelta di un’antenna chip L’inclusione di frequenze operative a frequenze più basse può rendere inutilizzabile la struttura PIFA, con conseguente distanza dal piano terra che determina i vincoli di spazio per il resto del PCB.

Quale parametro determina la forma dell’antenna?

Le applicazioni dei dispositivi IoT variano e i requisiti di progettazione RF come il modello dell’antenna, il guadagno e la direttività variano in base al caso d’uso…

Sia le antenne PIFA che quelle a chip hanno un modello di antenna omnidirezionale. Questo è l’ideale per la mobilità dei dispositivi IoT. L’immagine (modificata) è stata utilizzata per gentile concessione di 5G Technology World

La polarizzazione dell’antenna (verticale, orizzontale o circolare) ha un effetto significativo sulla ricezione di potenza. Il modello omnidirezionale produce energia in una “ciambella” uniforme, consentendo sia al ricevitore che al trasmettitore di avere diversi angoli di incidenza l’uno sull’altro.

Un altro parametro, la permittività (nota anche come permittività), ha un effetto significativo sulla determinazione delle dimensioni finali che corrispondono a un quarto di lunghezza d’onda. La lunghezza d’onda è inversamente proporzionale alla permittività di una particolare frequenza.

I vincoli sulle dimensioni del layout del PCB possono essere notevolmente ridotti con antenne con chip in ceramica più piccole rispetto a monopoli o PIFA. Per gentile concessione delle immagini utilizzate Abracon

Quando si stampa su FR4 con una costante dielettrica di 4,4, Monopolo stampato La lunghezza è di circa 23 mm. Tuttavia, l’elevata permittività delle antenne con chip ceramico consente geometrie molto piccole, che possono comportare basse perdite a frequenze molto elevate.

Considerazioni sull’antenna: fattore di forma, frequenza e portata

utilizzando come esempio il misuratore di pressione sanguigna BlumioI progettisti devono valutare i costi e le considerazioni sulla frequenza operativa sia per le dimensioni fisse del fattore di forma dei dispositivi indossabili che per la portata wireless tra trasmettitori e ricevitori.

Il kit di sviluppo per il monitoraggio della pressione sanguigna basato su radar Blumio è cablato in modo nativo al dispositivo di misurazione e può essere progettato per includere funzionalità wireless. Per gentile concessione delle immagini utilizzate Blumio

Gli scenari di progettazione possono essere sviluppati come segue: Il kit di sviluppo è stato ampliato per includere funzionalità wireless per comunicare con stazioni di monitoraggio vitali vicino al paziente. Il dispositivo e il relativo ricevitore sono posizionati insieme, quindi la frequenza operativa della regione MBAN del progettista (da 2360 GHz a 2400 GHz). A causa della sua elevata frequenza operativa, le strutture di antenne multiple sono possibili candidati.

Esiste un compromesso di costo tra il costo di ingegneria non ricorrente (NRE) per lo sviluppo di un PIFA ben sintonizzato e gli ingenti costi di produzione associati ai componenti passivi aggiuntivi necessari per l’abbinamento di reti e antenne chip. C’è.

Scavando più a fondo in questa conversazione, i designer devono anche lavorare sul mercato finale. Tirature più piccole possono tollerare costi di produzione più elevati. Ad esempio, una famiglia di prodotti a orientamento medico (Pro: Chip Antenna). Tuttavia, le famiglie di prodotti commerciali destinate a essere vendute a milioni possono beneficiare di una distinta base più piccola (Pro: PIFA).

Considerazioni finali sui parametri dell’antenna in competizione

Le antenne a chip, come le antenne PCB planari, presentano vantaggi e svantaggi che influiscono sul processo di progettazione. Oltre ai parametri RF per selettività, sensibilità, efficienza e prestazioni, ci sono altre considerazioni da considerare.

Queste considerazioni includono l’esperienza dell’azienda di progettazione in RF, produzione di applicazioni e geometria dell’antenna che limita il fattore di forma.

La scelta di una struttura di antenna per un progetto IoT medico molto piccolo può essere un processo scoraggiante. Se hai lavorato di recente a un progetto del genere, quali scelte hai considerato? Fatecelo sapere nei commenti qui sotto.

Flock Freight, sostenuto da SoftBank, è TechCrunch, l’ultimo unicorno nel settore del trasporto merci. Gli sforzi di sorveglianza del coronavirus sollevano problemi etici Il futuro driver PCIe Linux per sfruttare appieno il miniport M1Mac Come il governo sta fallendo i dipendenti pubblici Smartphone pieghevole Huawei Mate X2 Ottieni Harmony OS 2.0.0.209 Update- Ultime notizie sulla tecnologia

Flock Freight, sostenuto da SoftBank, è TechCrunch, l’ultimo unicorno nel settore del trasporto merci. Gli sforzi di sorveglianza del coronavirus sollevano problemi etici Il futuro driver PCIe Linux per sfruttare appieno il miniport M1Mac Come il governo sta fallendo i dipendenti pubblici Smartphone pieghevole Huawei Mate X2 Ottieni Harmony OS 2.0.0.209 Update-