Po zamontowaniu metalowej obudowy na płytce RF sygnał faktycznie ulega pogorszeniu. Podstawowym problemem jest superpozycja wielu efektów fizycznych pomiędzy metalem i falami elektromagnetycznymi RF. Nie jest to spowodowane wadą konstrukcji ekranowania samej metalowej obudowy, ale raczej wprowadzeniem wielu negatywnych mechanizmów, które pogarszają działanie łącza RF po instalacji.
Rozkład przyczyn awarii rdzenia
Efekt klatki Faradaya bezpośrednio chroni promieniowanie: stale zamknięta metalowa obudowa tworzy kompletną klatkę Faradaya, a fale elektromagnetyczne wypromieniowane na zewnątrz przez antenę RF są bezpośrednio odbijane przez metalową powierzchnię, uniemożliwiając skuteczną penetrację powłoki i komunikację ze światem zewnętrznym. W rzeczywistych testach tłumienie sygnału 2,4 GHz przez powłokę ze stopu aluminium może osiągnąć 15–20 dB, bezpośrednio zmniejszając efektywną odległość transmisji z kilkudziesięciu metrów do kilku metrów.
Poważne niedopasowanie impedancji anteny: Gdy metalowa obudowa znajduje się blisko anteny pokładowej, zostanie wprowadzona dodatkowa pasożytnicza pojemność i indukcyjność, całkowicie zmieniając równoważny rozkład pola elektromagnetycznego wokół anteny, powodując znaczne odchylenie częstotliwości rezonansowej oryginalnie dostrojonej anteny od punktu częstotliwości roboczej, co skutkuje gwałtownym spadkiem wydajności promieniowania, a nawet całkowitym odstrojeniem, uniemożliwiając normalne przesyłanie i odbieranie sygnałów.
Wielodrożna interferencja fali stojącej wewnątrz wnęki: W zamkniętej metalowej obudowie powstaje wnęka rezonansowa, a sygnał emitowany przez antenę odbija się wielokrotnie od wewnętrznej ściany obudowy. Sygnały z różnych ścieżek nakładają się na siebie, a w niektórych obszarach faza sygnału zanika, tworząc martwe punkty. W niektórych obszarach sygnał jest zbyt silny, powodując samowzbudzenie, co skutkuje poważnymi wahaniami siły sygnału i zniekształceniem fazowym.
Utrata prądu wirowego pochłania energię sygnału: Zmienne pola elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości indukują prądy wirowe wewnątrz metalowej obudowy, przekształcając dużą ilość energii RF w energię cieplną i rozpraszając ją. Jest to równoznaczne z dodaniem szeregowo rezystora o wysokiej stracie do łącza RF, co bezpośrednio zmniejsza moc promieniowania i czułość odbioru anteny.
Zakłócenie pierwotnego uziemienia i ścieżki powrotnej: Jeśli metalowa obudowa nie zostanie niezawodnie połączona z uziemieniem systemu PCB przy niskiej impedancji, wprowadzi to dodatkowe zakłócenia w pętli uziemienia, podniesie impedancję uziemienia i spowoduje wydłużenie ścieżki powrotnej sygnału RF, co spowoduje gwałtowny wzrost promieniowania i przesłuchu w trybie wspólnym, co jeszcze bardziej pogorszy integralność sygnału.
Kierunek doskonalenia inżynierii
Otwórz niemetalowe szczeliny lub przezroczyste okna spełniające wymagania dotyczące długości fali w miejscu odpowiadającym antenie na metalowej obudowie, wypełnij je tworzywem sztucznym, przerwij pętlę prądową klatki Faradaya i pozostaw kanał promieniowania dla sygnałów RF.
Dostosuj odległość pomiędzy anteną pokładową a metalową obudową, aby zachować bezpieczną odległość co najmniej 1/4 roboczej długości fali, aby uniknąć bezpośrednich zmian charakterystyki impedancji anteny przez metal. Jednocześnie należy ponownie skalibrować pasującą sieć anteny.
Przymocuj materiały pochłaniające do wewnętrznej ściany skorupy, aby pochłonąć nadmiar odbitych fal elektromagnetycznych, zakłócić warunki rezonansowe wnęki i wyeliminować wewnętrzne martwe punkty fali stojącej.
Zastosowanie ułożonych sprężyn uziemiających do niezawodnego połączenia metalowej obudowy z głównym uziemieniem płytki drukowanej w wielu punktach, przekształca obudowę w przedłużenie uziemienia ekranującego, a nie zawieszony korpus zakłócający, optymalizując jednocześnie konstrukcję najbliższego uziemienia urządzeń RF.