RF天线的ESD防护考量与方案

随着无线通信技术的蓬勃发展，射频（RF；Radio Frequency）天线已成为各种无线设备中不可或缺的元件，应用领域涵盖移动通信、Wi-Fi、物联网（IoT）设备、车载等多种应用。在高速数据传输、低延迟要求日益增加的情况下，无线传输的通信质量变得尤为重要。RF天线根据不同的应用场合，其操作频率和功率范围也有所不同，例如RF天线用于手机通话频段包含700~3500 MHz，GPS的三个主要频段为1575.42 MHz、1227.60 MHz、1176.45 MHz，蓝牙使用频段为2.4 GHz，Wi-Fi频段则主要在2.4 GHz、5 GHz和6GHz。作为信号接收与发送的核心元件，RF天线的性能直接影响整体系统的稳定性与可靠性。 

 

当产品暴露于外部环境时，天线经常面临静电放电（ESD）的威胁，特别是经常被使用者频繁接触时的手持型系统，所受ESD的风险更高，再加上天线的小型化和高度集成化后，ESD造成的损害变得更加严重，因此如何保护天线免受ESD影响，成为设计中的重要一环。

 

为了保护天线免受ESD损害，可以选择使用TVS作为防护元件。当ESD能量通过外部环境进入天线时，TVS能够快速启动，宣泄掉ESD能量，防止过高电压及电流损坏天线及内部电路，从而确保其稳定运行并延长设备寿命。

 

如图一所示，当TVS作为保护元件时，以并联的形式设置在RF天线电路中，设置在PCB上时，要尽可能地靠近容易接触ESD的端口，TVS即可快速启动以保护电路。而在PCB上精简的布线则可以降低路径上的寄生电感，进而提升TVS的保护效果。

 

 

图一 TVS放置于天线系统中的示意图

 

 

 

 

图四 低S21的TVS可以减少信号的损耗

 

 

因应各种天线接口的ESD防护需求，晶焱科技提供的完整对策如下表一所示：

表一 天线的ESD防护方案

 

RF天线在无线通信中扮演着关键角色，为有效降低ESD对其造成的损害，TVS元件是理想的保护方案。晶焱科技提供多种不同操作电压、低电容和同时具备优秀ESD保护特性的TVS元件，能在提供卓越ESD保护的同时保持天线的高效性能。在RFIC电路系统中，0201（0.6mm×0.3mm）小封装的TVS，有利于整合在有限的PCB空间中。晶焱科技致力于提供完善的技术支持，满足客户的ESD设计需求。