Lorsqu'un signal électrique se propage dans un milieu, une partie de ce signal est réfléchie au niveau de l'interface entre des sections d'impédances différentes.
Cette partie est égale au rapport entre l'amplitude de l'onde réfléchie et l'onde incidente.
Figure 1
En analysant la figure 1, on peut voir que le coefficient de réflexion d'une charge est déterminé par son impédance ZL et l'impédance par rapport à la source Zs. Ce coefficient se calcule comme suit :
Le rapport d'onde stationnaire (Standing Wave Ratio, SWR) s'introduit en modifiant l'équation 1 comme suit :
Le SWR ne mesure pas l'impédance réelle de la charge, mais quantifie l'écart d'impédance en effectuant une mesure du côté de l'émetteur de la ligne de transmission.
La correspondance d'impédance est un problème que rencontraient essentiellement les spécialistes de conceptions haut débit, par exemple les concepteurs de cartes DRAM. Mais, dans un monde où tout est connecté, le développement de systèmes de communication sans fil à faible consommation, comme la norme Bluetooth faible énergie (LE), la conception d'adaptations d'impédance devient monnaie courante. Dans les applications sans fil, l'adaptation d'impédance est cruciale. Une mauvaise adaptation entraîne une perte totale de communication ou une dégradation du signal qui en diminue considérablement la portée.
Par exemple, l'antenne terrestre 47948 2,4 GHz SMD est la plus petite des antennes terrestres. Elle convient à toutes les applications qui utilisent les protocoles Bluetooth, Wi-Fi , ZIGBEE et les autres normes sans fil. L'IoT exige des cartes toujours plus petites. Cette antenne Molex ne mesure que 3 x 3 mm. Son principal avantage réside dans l'agencement du PCB. Elle ne nécessite pas de dégagement par rapport à la terre, ce qui laisse la couche de terre intacte tout en libérant de l'espace sur le côté opposé du PCB pour installer d'autres composants. Cela simplifie le travail des fabricants de cartes et économise un espace précieux sur le PCB.
Pour des performances optimales, cette antenne nécessite une impédance d'entrée de 50 Ohms.
Les paramètres suivants ont une influence sur la résistance du PCB :
• Valeur diélectrique
• Épaisseur du diélectrique
• Épaisseur de la ligne de cuivre
• Distance entre la piste et le plan de masse
• Épaisseur de la piste
Figure 2
L'impédance se calcule également à une fréquence donnée. Certains paramètres, comme l'épaisseur du cuivre, sont standard. Par exemple une épaisseur de 1 once (28 g) de cuivre égale 1,37 mils (35 micromètres). L'épaisseur du diélectrique de la carte doit être vérifiée auprès du fabricant de votre PCB, car ces paramètres peuvent changer selon le fournisseur. En outre, si vous décidez de passer d'une carte cuivre de 1 à 2 onces pour des raisons de dissipation thermique, il est important de relayer la carte. D'ailleurs, dans l'exemple de la figure 2, si l'on change le paramètre d'épaisseur T de 1,4 à 2,8 mils, l'impédance passe de 50 à 47,1 Ohms.
En définitive, il est conseillé de concevoir un circuit affichant la correspondance voulue et de mesurer l'impédance exacte de la carte, afin d'optimiser le système. Toutes les équations des simulations ne sont en fait pas précises à 100 % lorsqu'il s'agit de représenter la nature complexité de la physique des RF.