Depois de instalar uma caixa de metal na placa de RF, o sinal realmente se deteriora. A questão central é a superposição de múltiplos efeitos físicos entre as ondas eletromagnéticas de metal e RF. Não se deve à falha no projeto de blindagem do próprio invólucro metálico, mas sim à introdução de múltiplos mecanismos negativos que prejudicam o desempenho do link de RF após a instalação.
Decomposição das causas da falha central
O efeito gaiola de Faraday protege diretamente a radiação: uma concha de metal continuamente fechada forma uma gaiola de Faraday completa, e as ondas eletromagnéticas irradiadas para fora pela antena RF são refletidas diretamente pela superfície do metal, tornando impossível penetrar efetivamente na concha e se comunicar com o mundo exterior. Em testes reais, a atenuação do sinal de 2,4 GHz pelo invólucro de liga de alumínio pode atingir 15-20dB, comprimindo diretamente a distância efetiva de transmissão de dezenas de metros para vários metros.
Grave incompatibilidade de impedância da antena: Quando o invólucro de metal está próximo da antena a bordo, capacitância e indutância parasitas adicionais serão introduzidas, alterando completamente a distribuição do campo eletromagnético equivalente ao redor da antena, fazendo com que a frequência ressonante da antena originalmente sintonizada se desvie significativamente do ponto de frequência operacional, resultando em uma queda acentuada na eficiência da radiação e até mesmo em uma dessintonização completa, impossibilitando a transmissão e recepção de sinais normalmente.
Interferência de onda estacionária multipercurso dentro da cavidade: Uma cavidade ressonante é formada dentro do invólucro de metal fechado, e o sinal emitido pela antena é refletido várias vezes na parede interna do invólucro. Os sinais de diferentes caminhos se sobrepõem e, em algumas áreas, a fase do sinal é cancelada para formar pontos cegos. Em algumas áreas, o sinal é muito forte, causando autoexcitação, resultando em flutuações severas na intensidade do sinal e distorção de fase.
A perda de corrente parasita devora a energia do sinal: Campos eletromagnéticos alternados de alta frequência induzem correntes parasitas dentro do invólucro de metal, convertendo uma grande quantidade de energia de RF em energia térmica e dissipando-a. Isto equivale a adicionar um resistor de alta perda em série no link de RF, reduzindo diretamente a potência de radiação e a sensibilidade de recepção da antena.
Interrompendo o aterramento original e o caminho de retorno: Se o invólucro de metal não estiver conectado de forma confiável ao aterramento do sistema PCB com baixa impedância, ele introduzirá interferência adicional no loop de aterramento, aumentará a impedância de aterramento e fará com que o caminho de retorno do sinal de RF se torne mais longo, resultando em um aumento acentuado na radiação de modo comum e diafonia, deteriorando ainda mais a integridade do sinal.
Direção de melhoria de engenharia
Abra lacunas não metálicas ou janelas transparentes que atendam aos requisitos de comprimento de onda na posição correspondente à antena no invólucro metálico, preencha-as com plástico de engenharia, quebre o circuito de corrente da gaiola de Faraday e deixe um canal de radiação para sinais de RF.
Ajuste a distância entre a antena integrada e a caixa metálica para manter uma distância segura de pelo menos 1/4 do comprimento de onda de trabalho, para evitar alterações diretas nas características de impedância da antena pelo metal. Ao mesmo tempo, recalibre a rede correspondente da antena.
Anexe materiais absorventes na parede interna do invólucro para absorver o excesso de ondas eletromagnéticas refletidas, perturbar as condições ressonantes da cavidade e eliminar pontos cegos de ondas estacionárias internas.
Usando molas de aterramento dispostas para conectar de forma confiável o invólucro de metal ao aterramento principal da PCB em vários pontos, transformando o invólucro em uma extensão do aterramento de blindagem em vez de um corpo de interferência suspenso, enquanto otimiza o projeto de aterramento mais próximo de dispositivos de RF.