Über Zäune zur Rauschunterdrückung einer Chipantenne?

Ich arbeite an einer 4-Lagen-Platine mit einem WLAN-Modul und einer Chip-Antenne. Die Antenne befindet sich an der Ecke der Platine, und das Kupfer darunter wird entfernt. Ich sehe, dass auf dem Breakout-Board von Zäune verwendet werden das gleiche Modul, aber das Referenzdesign sagt nicht viel darüber aus, also habe ich mich gefragt, wie sie funktionieren? wie viele via brauche ich ihre Platzierung, Größe und die Abstände zwischen ihnen?

Dies ist das Breakout Board

Das ist mein aktuelles Design

Bearbeiten: Dies ist das Referenzdesign für das Modul

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Zusätzlich zu den Referenzen in der Antwort habe ich auch ein Papier gefunden, in dem Zäune im HF-Design erwähnt werden und in dem verschiedene Layouts evaluiert wurden. Abschnitt 4.3. Bewertung der Erdung über Abschirmung

Außerdem habe ich den Abstand zwischen den Durchkontaktierungen für 2,4 GHz auf etwa 100 Meilen berechnet.

Das am häufigsten zitierte Papier zu diesem Thema, das ich finden konnte, sind PCB-Designtechniken für die kostengünstigste EMV-Konformität Teil 1 (nicht kostenlos).

Der Teil, an dem Sie interessiert sind, wird in Best Practice in Circuit Board Design kurz zitiert :

Armstrong empfiehlt, nicht mehr als λ / 20 zu nähen, wobei die Stichlängen nicht länger sein dürfen. Dies ist eigentlich eine sehr gute Regel für das Zusammenfügen von Grundfüllungen mit der Grundebene in einem mehrschichtigen Design. λ ist die Wellenlänge der höchsten signifikanten Frequenz für den Entwurf (wenn nicht bekannt, wird eine Frequenz von 1 GHz angenommen)

f = C / λ

NB: C (Lichtgeschwindigkeit) beträgt ca. 60% der Freiraumgeschwindigkeit für EM-Strahlung, die sich durch eine dielektrische FR4-Leiterplatte ausbreitet.

Ein weiterer technischer Hinweis wiederholt diese Faustregel:

Als Faustregel gilt, Stichdurchführungen nicht weiter als λ / 10 und vorzugsweise nicht weiter als λ / 20 voneinander entfernt anzuordnen.

Und gibt ein paar gute Gründe an, warum man es über Stiche / über Zäune verwenden möchte:

Es gibt zahlreiche Gründe, auf einer mehrschichtigen Leiterplatte durch Stitching Masse zu verwenden. Einige der Gründe sind:

• Verhinderung des Eindringens in nahegelegene Spuren und Metallguss.
• Verhinderung der Wellenleitersignalausbreitung, Abschirmung / Isolierung von Schaltungsblöcken und Verringerung der Schlitzstrahlung von den Rändern einer Leiterplatte.
• Fertigstellung eines robusten Stromverteilungsdesigns. Reduzierung der Serieninduktivität auf aktive und passive Teile. Weitere Informationen zu PDN (Power Distribution Networks) in PCB finden Sie in [2].
• Signalintegrität, insbesondere für Signale, die Ebenen übergehen.
• Thermische Gründe (nicht in diesem technischen Hinweis behandelt).

In Bezug auf Ihre spezielle Anwendung geben die PCB-Layout-Richtlinien für WirelessUSB ™ LP / LPstar Tranciever die Gründe klarer an :

Die Kupfergüsse der oberen und unteren Schicht sorgen für einen ununterbrochenen Rückweg. Dies wird durch die Verteilung der Masse-Durchkontaktierungen, die die beiden Schichten verbinden, maximiert. Die innere Erdungsebene von 4-Lagen-Konstruktionen stellt auch einen ununterbrochenen Rückweg bereit, indem Kupferbereiche verbunden werden, die ansonsten Inseln sein könnten, die nicht zum Rückweg beitragen. Der Begriff „Via Stitching“ beschreibt die Praxis, gleichmäßig verteilte Durchkontaktierungen um die Platine zu platzieren. Abbildung 9 zeigt eine gute Verteilung der Boden-Vias, wobei jedes Via mit einem '+' markiert ist. Die Reihe dichter verteilter Durchkontaktierungen entlang der Oberkante der Platine ist die angelegte Antennenmasse und wird benötigt, um die HF-Leistung des Geräts zu maximieren.

Der Abstand zwischen den Durchkontaktierungen sollte höchstens 1/4 Ihrer Resonanzwellenlänge betragen. Sie möchten nur, dass Ihre Antenne strahlt, nicht den Rest des Stromkreises, dh die elektromagnetische Strahlung. Das Umgeben der Schaltung mit Durchkontaktierungen und Ebenen über und unter schafft einen Faradayschen Käfig.

Je größer die Durchkontaktierung ist, desto besser ist die elektrische Durchkontaktierung, da weniger Induktivität und weniger Widerstand vorhanden sind.

Die Platzierung liegt um den Umfang Ihrer aggressiven oder empfindlichen Signale (Ein- und Ausschalten der Strahlung).

Ich empfehle dringend, die FCC-Bestimmungen und die EMI / EMC-Konformität zu prüfen, wenn Sie mit HF arbeiten. Die Regierung überwacht diese Dinge. Es gibt wahrscheinlich eine große Anzahl von HF-PCB-Layoutbüchern.