村田电子：寄生天线耦合器有什么用途

发布时间：2024-01-17 13:11
作者：AMEYA360
来源：村田电子
阅读量：1752

　　寄生天线耦合器(Parasitic Element Coupling Device)，是有助于天线特性的宽带化和小型化的耦合器。对于Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7和蜂窝网络等需要较宽频率带宽用途的天线，通过宽带化和改进天线效率，可使天线部分小型化。

村田电子：寄生天线耦合器有什么用途

　　产品原理和结构

　　寄生天线耦合器是通过用本耦合器将馈电天线和寄生元件(寄生天线)强有力地耦合，可以进一步宽带化，并提高天线效率的耦合器。因此，即使是难以适用寄生元件的小型天线，也能通过贴装本耦合器来获得良好的天线特性。

　　村田通过运用本公司专有多层技术，将变压器线圈贴近配置，实现了不使用磁性体的强电磁耦合。从而开发了改进天线特性和有助于小型化的本耦合器。

　　寄生天线耦合器的优点

　　优点1：天线的宽带化和提高天线效率

　　通过将寄生天线耦合器用于天线部分，可以实现宽带化。下图是通过使用寄生天线耦合器时和未使用时的模拟来比较天线特性(回波损耗)和天线效率。从图中可知通过将寄生元件和馈电天线强电磁耦合，增加寄生元件具有的天线谐振，可以实现宽带化和提高天线效率。

　　优点2：天线的小型化

　　通过寄生天线耦合器提高天线效率的效果，可以实现天线部分的小型化。一般来说，如果将馈电天线和寄生元件并列在弱电磁耦合时使天线小型化，则寄生元件和GND的耦合变强，与馈电天线的耦合进一步变弱。从而，降低作为寄生元件的天线的功能，天线效率变差。因为寄生天线耦合器将寄生元件和馈电天线强电磁耦合，所以即使是小型天线也可望获得良好的天线效率。

　　优点3：减少电缆损耗的影响

　　通过用寄生天线耦合器将寄生元件向天线强电磁耦合来改进匹配。从而预防天线和模块之间的多重反射。可以减少使用长电缆时的插入损耗的影响。

　　为了验证这一效果，我们做了如下的评估测试：

　　两组测试设置，一组为“没有电缆”，另一组使用“700mm电缆。如下图：

　　两组设置的评估结果如下：

　　评估结果显示，使用寄生天线耦合器，可明显减少使用长电缆时的插入损耗的影响，特别是在5GHz下。

　　村田制作所备有各使用频带的产品阵容：

村田电子：寄生天线耦合器有什么用途

　　应用示例

　　寄生天线耦合器可用于搭载天线的多种产品：

　　笔记本电脑

　　智能手机/手机

　　平板电脑

　　xR(AR、VR、etc.)

　　DSC(数码相机)

　　Game(便携式游戏机)

　　电视

　　无线路由器

　　下图是采用框形天线的智能手机的电路图，将寄生元件配置在基板上，通过用寄生耦合器耦合，实现了宽带化。

村田电子：寄生天线耦合器有什么用途

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　　株式会社村田制作所研发了用于村田压电薄膜传感器Picoleaf™的评估板“EVK-v2”。相较以前的评估板，通过添加瑞萨电子的可编程混合信号集成电路IC GreenPAK™以及可直观操作的GUI(Graphical User Interface，用户界面)，允许用户通过鼠标或触摸面板等直观地向电脑发出指令，使得本评估板可更简单地实现Picoleaf验证功能，助力产品高效开发。本评估板将从2024年10月开始提供。　　村田的压电薄膜传感器Picoleaf是一款厚度低于0.2mm的薄型传感器，可高灵敏度地进行按压检测、体征信号检测和动作检测。旧评估板的输出模拟信号放大倍率是固定的，且在更改on/off判定阈值时需要改写源代码。因此，如果客户需要调整灵敏度，会使功能验证过程变得复杂。　　鉴于此，村田开发了本评估板，它能够改变picoleaf传感器输出模拟信号的放大倍率，并将其转换为微处理器可识别的数字信号通过采用瑞萨公司的GreenPAK IC，该评估板可同时连接4ch传感器。并且通过追加GUI功能，可以动态切换放大倍率、变更on/off判定输出的阈值、显示输出的模拟信号等。本评估板可更方便地进行Picoleaf评估，有助于产品的高效开发。      主要规格　　主要特点　　Picoleaf™是一款利用村田制作所专有的压电技术实现的柔性薄型压电薄膜传感器，使用聚乳酸(PLA)材料制成，可以检测“弯曲”、“扭转”、“压力”和“振动”。　　该新型传感器，厚度小于或等于0.2mm，即使与显示器或触摸屏组合使用也能节省空间;柔性结构，即使在带有曲面的高设计性设备上也能沿曲面粘贴。此外，还能用于包裹在圆柱体上那样的特别形状;另外，还可用于用水的场所(比附卫生间、厨房等)或水下检测压力，使用在洗衣机等使用水的设备;picoleaf还可在金属外壳上使用，创建无缝按钮。　　该传感器具有高灵敏度，可以检测1µm量级的微小位移。单个传感器可以检测显示器整个表面上的压力。此外，还可用于检测无意识的肌肉颤抖、抓握和脉搏等生物信号。　　该类传感器属于非热释电性，具有不因温度变化极化的物性，不存在因体温、日照或半导体等发热而引起的漂移，所以可遏制因热而产生的噪声。另外，传感器本身功耗为0，驱动放大电路也可以设计成低消耗电流(10uA左右)。而且，Picoleaf™属于环境友好材料，采用从植物中萃取的聚乳酸为原料的环境友好有机压电薄膜。它是一种碳中性材料，在它的制造、废弃和分解的生命周期中不会增加大气中的CO2，有助于实现SDGs。此外，它是符合欧洲RoHS指令的无铅产品。
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　　株式会社村田制作所扩充了移动设备专用与车载专用的0603M尺寸(0.6×0.3×0.3mm)过热检测用PTC热敏电阻的系列产品，追加了标称电阻1kΩ系列，感知温度105℃、115℃的产品。本产品预定从10月起开始批量生产。　　PTC热敏电阻是Positive Temperature Coefficient Thermistor的缩写，PTC阻值在温度超过一定温度后剧烈上升，因此可在电路中起到过热保护的功能。　　随着智能手机和平板终端等移动设备的高功能化和小型化，电子部件的安装数量也不断增加。此外，在通信速度得到飞跃性提高的5G环境下，每个部件需要在单位时间内处理的信息量显著增加，部件的高负载带来发热量的激增，因此对过热检测部件的需求越来越高。　　此外，在符合AEC-Q200标准的车载用途中，随着LED插座的小型化需求增加，其内部用于过热检测的部件也有小型化趋势。　　鉴于此，村田通过改进陶瓷原料的成分和烧制技术，成功研发了标称电阻1kΩ系列的超小型0603M尺寸(0.6×0.3×0.3mm)产品。与旧型号PRF15系列(1005M尺寸)相比体积缩小约80%，贴装面积缩小了约70%。　　此外，这是村田PRF系列中首款使用无铅原料的无Pb产品，因此也有助于减少环境负荷。　　主要特点　　1.作为移动设备专用标称电阻1kΩ系列，实现超小型0603M尺寸，为高密度贴装和节省电路板空间做贡献;　　2. PTC热敏电阻体积小，可高速响应;　　3. 使用无铅原料的无Pb产品;　　4. 无触点，不会发生开启/关闭时的干扰;　　5. 使用无铅原料的无Pb产品;　　6. 不需要复杂的电路结构，可削减部件数量;　　7. 检测发热后，如果恢复正常温度便会自动返回原来的电阻值，可反复使用;　　8. 室温(25℃)的电阻值1kΩ、感知温度105℃、115℃的电阻值10kΩ.　　对于确保电子元件的最佳性能和防止电子元件因受热而损坏，热管理是一项十分重要的技术。有关村田PTC热敏电阻的应用说明和推荐IC，可参考：东芝的Thermoflagger™过温检测IC与PTC热敏电阻结合使用，提供过温保护解决方案的案例。　　今后，村田将继续扩充温度传感产品系列，以满足市场对高密度贴装和小型化的需求，并为此做出贡献。
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村田电子：更适合薄型设计应用场景的3.3V输入、12A输出的DCDC转换IC
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　　株式会社村田制作所面向1.2mm以下的低矮应用，开发了可以3.3输入电压输出上限12A的高效率DC-DC转换器IC“FlexiBK系列(PE24110)”。本产品以4.0×3.2mm的QFN(Quad Flat No leaded package)封装提供，适合1.2mm以下的薄型应用。　　近年来，在通信基础设施市场，ASIC/DSP的消耗电流持续增加，而核心电压呈下降的趋势。传统方式的DC-DC转换器的占空比(1)变窄，转换效率显著降低，因此要求不依赖于输入输出电位差，便可实现高效转换的DC-DC转换器。　　为此，在薄型POL(2)稳压器及要求高密度安装的光传输模块、核心电源、ASIC/FGPA等对安装面积和高度进行限制的应用中，村田开发了大幅降低对电感器尺寸的依赖并实现高效率的本产品。除融合了自主研发的电荷泵技术(3)与传统DC-DC转换器电路的两级架构创新电路方式外，通过构成2相交错方式(4)，实现了89%的高效率。输入电压范围为3.0V至3.45V，可提供每台设备12A的输出电流。可根据外部反馈电阻在0.35 V至0.7 V之间调整输出电压。　　主要特点　　输出电流上限12A　　峰值转换效率89%(使用3.3V输入、0.5V输出、高度1.2mm电感器时)　　采用交错方式，实现了极低的输入输出波纹和噪声特性　　经由外部DAC的自适应电压调节(AVS)功能　　至多可并列运行4台设备　　内置FET开关　　电源模块事业部 低功率商品部 部长 三上修司的评论：“为了解决客户面临的电力相关问题，我们开发了薄型高效率降压型DC-DC转换器。PE24110在峰值效率、输出电流和输出电压等方面都有非常出色的表现，为低输出电压应用提供了理想的电源解决方案。”　　注释：　　占空比：通电时间相对于总循环时间所占的比例。当为直流-直流(DC-DC)转换器时，由输入电压与输出电压比决定。　　POL：Point of Load的缩写。作为专用电源电路配置在FPGA及ASIC等电子设备附近的DC-DC转换器。　　电荷泵技术：由电容器和半导体开关构成的电压转换电路。　　交错方式：让并联配置的相同电路网依次工作而不会重复的电路方式。　　本产品以4.0×3.2 mm的QFN(Quad Flat No leaded package)封装提供。该产品现在还可获取样品，有关评估套件和量产部件，请咨询地区的销售负责人。
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