Після встановлення металевого кожуха на ВЧ-плату сигнал фактично погіршується. Основна проблема полягає в суперпозиції численних фізичних ефектів між металом і радіочастотними електромагнітними хвилями. Це не пов’язано з несправністю конструкції екранування самого металевого корпусу, а скоріше з введенням кількох негативних механізмів, які пошкоджують продуктивність радіочастотного зв’язку після встановлення.
Розкладання причин поломки сердечника
Ефект клітки Фарадея безпосередньо екранує випромінювання: безперервно замкнута металева оболонка утворює повну клітку Фарадея, а електромагнітні хвилі, що випромінюються назовні радіочастотною антеною, безпосередньо відбиваються металевою поверхнею, що унеможливлює ефективне проникнення через оболонку та зв’язок із зовнішнім світом. Під час фактичного тестування ослаблення сигналу 2,4 ГГц оболонкою з алюмінієвого сплаву може досягати 15-20 дБ, безпосередньо стискаючи ефективну відстань передачі від десятків метрів до кількох метрів.
Серйозна невідповідність імпедансу антени: коли металевий корпус знаходиться близько до бортової антени, буде введено додаткову паразитну ємність та індуктивність, повністю змінюючи еквівалентний розподіл електромагнітного поля навколо антени, спричиняючи значне відхилення резонансної частоти початково налаштованої антени від точки робочої частоти, що призводить до різкого падіння ефективності випромінювання та навіть до повного розстроювання, що унеможливлює нормальну передачу та прийом сигналів.
Багатопроменева перешкода стоячої хвилі всередині порожнини: резонансна порожнина утворюється всередині закритої металевої оболонки, і сигнал, випромінюваний антеною, багаторазово відбивається на внутрішній стінці оболонки. Сигнали з різних шляхів накладаються один на одного, і в деяких областях фаза сигналу гаситься, утворюючи сліпі зони. У деяких областях сигнал надто сильний, що спричиняє самозбудження, що призводить до серйозних коливань потужності сигналу та фазових спотворень.
Втрати на вихровий струм поглинають енергію сигналу: високочастотні змінні електромагнітні поля викликають вихрові струми всередині металевої оболонки, перетворюючи велику кількість радіочастотної енергії в теплову та розсіюючи її. Це еквівалентно послідовному додаванню резистора з великими втратами в радіочастотну лінію, що безпосередньо зменшує потужність випромінювання та чутливість прийому антени.
Порушення початкового заземлення та зворотного шляху: якщо металевий корпус ненадійно з’єднаний із заземленням системи друкованої плати з низьким імпедансом, це створить додаткові перешкоди контуру заземлення, підвищить опір заземлення та спричинить подовження зворотного шляху радіочастотного сигналу, що призведе до різкого збільшення синфазного випромінювання та перехресних перешкод, що ще більше погіршить цілісність сигналу.
Напрям інженерного вдосконалення
Відкрийте не-металеві проміжки або прозорі вікна, які відповідають вимогам щодо довжини хвилі, у місці, яке відповідає антені на металевій оболонці, заповніть їх інженерним пластиком, розірвіть контур струму клітини Фарадея та залиште канал випромінювання для радіочастотних сигналів.
Відрегулюйте відстань між вбудованою антеною та металевим корпусом, щоб підтримувати безпечну відстань принаймні 1/4 робочої довжини хвилі, щоб уникнути прямих змін металом опорних характеристик антени. Одночасно відкалібруйте відповідну мережу антени.
Прикріпіть поглинаючі матеріали до внутрішньої стінки корпусу, щоб поглинати надлишок відбитих електромагнітних хвиль, порушувати резонансні умови порожнини та усунути сліпі зони внутрішньої стоячої хвилі.
Використання масиву заземлюючих пружин для надійного з’єднання металевого корпусу з основним заземленням друкованої плати в кількох точках, перетворюючи корпус на продовження екрануючого заземлення, а не на підвішене тіло, що створює перешкоди, одночасно оптимізуючи конструкцію найближчого заземлення радіочастотних пристроїв.