
陶格斯通过新的 LDS 技术让客户具有自由进行最终设计的权利,极具竞争优势。我们支持对天线设计进行诸如性能调谐和优化等更改,如我们的SmartWatch 案例分析所示。在整个设计过程中,陶格斯始终与客户展开了紧密合作,提供了高度的设计灵活性。 请参阅我们如何通过 LDS 技术为汽车行业提供创新解决方案。
标题:
车载诊断[OBD]无线收发模块。
行业:
汽车。
挑战:
将高性能 GPS 和 GSM 天线集成到外形紧凑的 OBD 中。
面临的挑战在于如何将两根高性能、高效率的天线集成到给定的紧凑空间中。第一根是用于提供定位信息的 1575.42 MHz GPS 天线,另一根是用于数据传输,设计用于 900MHZ 和 1800Mhz 频段运行的双频段 GSM 天线。 设计的第一步是与客户紧密合作,在 Solidworks® 中完成产品的机械建模。这一开发阶段非常重要,因为需要对 3D 结构、构造要求和空间限制进行清晰定义。现在,陶格斯借助 LDS 技术,解决了客户对集成 LDS 天线中更小尺寸、更高性能产品的需求。
在达到物理布局和空间要求后,就可以开始选择 LDS 聚合物树脂。根据应用要求,我们选择了 ABS 树脂,因为它是一种经常应用于汽车行业驾驶室内部的聚合物。许多 LDS 树脂*均处于比较受欢迎的 LDS 树脂家族中,如下所示。
- 聚碳酸酯(PC)
- 丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)
- 聚丙烯(PP)
- 尼龙(PPA)
- 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
- 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
- 聚苯硫醚(PPS)
- 液晶聚合物(LCP)
当完成物理设计,并选择了正确的 LDS 树脂后,即可以开始基本的天线设计。这两根天线应放在计划的塑料外壳外表面相对的两侧。所选择的天线位置应能使天线之间,以及天线与内部主电子板[PCB]之间的隔离距离最大。
两根天线的连接设计需要通过使用紧凑型的表面贴装“C”形夹实现。这些连接器元件均由陶格斯供货[部件号 CC.001],非常适合在这些紧凑型组件中使用。它们使用与 PCB 制造工艺相同的标准 SMT 组装工艺,因此,易于组装到主 PCB 中。
塑料外壳设计已经过优化,可提供夹具专用触点,从而实现与 LDS 方向图的可靠连接。在设计的 LDS 方向图中,触点在最后组装时会直接位于 PCB 安装的“C”形夹上方(见图 2)。“C”形夹本身的垂直工作误差为 1mm,因此,可能会出现的结构误差问题将不是一个问题。

最后,可以根据给出的最终物理要求完成两根天线的详细建模。陶格斯使用 CST Microwave Studio® 进行完整的天线建模。利用 CST 对天线性能进行迭代和优化操作,从而减少“试错”样品导致的成本和时间浪费。
首批生产的代表性设备样品通过陶格斯位于台湾的 LDS 中心完成制造。MicroLine 160i LDS 激光器可快速进行配置,将天线方向图的 CAD 数据准确传输到第一个模制外壳表面。随后,可通过 LDS 激光对天线表面执行金属化操作,从而镀上 12um 厚的镀铜和 4um 的镀镍。


结论:
陶格斯可为客户的紧凑型 OBD 收发设备提供能与其匹配良好的两根高度集成的高效率天线。LDS 解决方案比传统方法更具优势。冲压金属天线、PCB 安装或 PCB 集成天线等传统天线的辐射方向图会受到距离天线位置较近的主 PCB 上电子设备的影响,从而导致天线之间的隔离度降低。另一种解决方案是使用更大的 OBD 收发模块,但是,客户并不愿意。最终,LDS 可以对天线方向图及其相关性能进行快速优化,无需进行昂贵的工具修改,并让产品快速投入生产。
参考:
- Solidworks® 和 CST Microwave Studio® 是法国 Dassault Systèmes 的注册商标。
- MicroLine 160i 是由德国 LPKF 制造并许可的 LDS 激光系统 。
- CC.001 是 SMT“C”形夹,可从陶格斯购买: https://www.taoglas.cn/product/cc-001-smt-c-clip-connector/
- *: 经 LPKF 批准 LDS 聚合物树脂: https://www.lpkf.com/_mediafiles/2074-approved-plastics-lpkf-lds-2017-02.pdf
- **: LPKF LDS 设计指南:https://www.lpkf.com/applications/mid/design-rules/index.htm
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