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：1688

　　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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人与汽车技术展览会 : 实现安全、舒适的汽车社会，村田展示了哪些解决方案？
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　　村田制作所最近参展了日本横滨举办的超大型汽车技术展览——“人与汽车技术展览会”。为了实现无人驾驶和驾驶辅助等目的，汽车应用引进电气化和电子控制系统的情况不断增加;为了实现舒适的出行，人们对提高车内舒适性的需求也日益增长;另一方面，汽车中配备的电子元件数量的增加会导致产生噪声等，可能导致安全方面的问题。展览期间，村田展示了应对这些汽车应用挑战的解决方案。　　CO2吸附过滤器　　“看!二氧化碳的浓度正在不断下降。”许多参观者聚集过来观看村田工作人员的演示。村田在此次人与汽车技术展览会上展出的是“CO2吸附过滤器”，旨在解决只要车里有人就不可避免的CO2(二氧化碳)问题。　　该装置使用一种名为“金属有机框架(MOF)”的材料，该材料有很多纳米级的孔，可以吸附并消除车内的CO2。在演示当中，展示了通过使装有CO2的容器中的空气流经本产品来逐步降低CO2浓度的情景。　　众所周知，CO2浓度升高会导致呼吸困难、疲劳和困倦等问题。虽然可以通过使用车载空调吸入外部空气来一定程度解决这一问题，但空调耗电量大，会导致电池劣化和续航里程缩短的问题。本产品开发的动机是随着电动汽车(EV)越来越普及，能源节省需求不断增长。本产品通过在具有许多小孔的MOF中配合吸附CO2的材料，使其能够有效吸附大量的CO2。减少了空调吸入外部空气的次数，从而节省能源。　　此外，无人驾驶技术的进步正在带来汽车内部空间的不断变化。汽车内部并不是驾驶的地方，而是用来休息或工作的空间。对舒适性的需求也在不断增加，村田的负责人表示：“减少吸入外部空气的次数不仅可以节省能源，还可以解决外部空气异味、花粉和空调噪音等问题。今后，我们将不断获取人们使用汽车作为放松和提高注意力的空间使用的需求。”(注：本产品目前正在开发，销售日程尚未确定。)　　利用RFID提高轮胎管理效率　　帮助解决物流问题，为陆路运输的运输能力不足做准备，村田展示了内置RFID(Radio Frequency Identification)模块的轮胎，它可以通过无线通信交换信息。日本从2024年4月起强化对卡车司机加班的管制，引发了人们对运输能力不足的担忧。在需要效率高的工作方式的形势下，本产品可以减少运输公司在点检和管理轮胎上所花费的时间。　　轮胎RFID模块是与全世界超大的汽车轮胎制造商米其林(法国)联合开发的。它具有专有的结构，可以承受行驶时的振动和冲击，并嵌入轮胎侧面。村田设想的使用方法是使用专用终端即时读取与轮胎生命周期相关的信息，例如轮胎安装或维修的日期等。在人类与汽车技术展览会上，村田展示了内置RFID模块的实际轮胎，并演示了如何使用专用终端读取轮胎信息。　　RFID模块嵌入轮胎侧面，通过专有的结构确保高耐久性，有助于减少轮胎管理的时间。运输公司会在卡车出发前对轮胎进行点检，但许多公司使用纸张来记录点检信息。在这种情况下，存在将填写好的纸张拿到管理事务所很麻烦、纸张未能妥善保管等问题。　　如果使用内置村田RFID模块的轮胎，则可以方便地记录和积累此类点检信息，从而减少点检和管理所需的时间。村田希望通过提高日常业务效率，营造一个让司机能更专注于驾驶的环境，解决运输能力不足的问题。村田的工作人员呼吁：“它可以用于对轮胎维护历史等进行分析。建议运输行业的人士也使用它。”　　此外，村田的负责人还表示：“在人与汽车技术展览会上，我们希望让迄今为止与村田接触不多的运输公司人员也能看到我们的产品，并听到更多来自现场的声音。”　　去寄生电感降噪元件　　通过降低噪声帮助提高安全性并节省空间的去寄生电感降噪元件。在减少撞车损害的自动刹车中配备行人检测;在驻车辅助系统中配备车道偏离检测……。高级驾驶辅助系统(ADAS)的进步导致汽车中配备的电子元件数量增加。另一方面，目前的情况是，汽车中配备的电子元件越多，从安全性角度看，噪声对策就越重要。村田在“人与汽车技术展览会”上也展示了许多可以帮助解决这些问题的解决方案。　　其中之一是“去寄生电感降噪元件”。这是村田首款利用“负电感”特性消除噪声的电子元件。可以提高电容器的噪声消除性能，并通过减少部件数量来帮助节省电路板空间。能够提高电容器噪声消除性能的新产品引起了人们浓厚的兴趣。　　迄今为止，噪声遏制都是通过排列多个电容器来实现的。如果使用去寄生电感降噪元件，则可以用更少的电容器来实现噪声消除。例如，在使用行车记录仪的实验中，我们确认了即使减少10个电容器，如果放置1个寄生电感降噪元件，就能获得比以前更优的噪声消除性能。　　我们预计存在将本产品用作电源电路的静噪元件的需求。随着汽车的电子控制化和电气化程度不断提高，本产品可以遏制导致汽车故障的噪声，同时还可以通过节省电路板的空间帮助扩大车内空间，达到一箭双雕的效果。　　注：文章内容为截至文章发表之日的信息。产品和解决方案的规格和外观如有变更，恕不另行通知。
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