Quando un segnale elettrico viene propagato attraverso dei mezzi, una porzione del segnale si riflette nell'interfaccia tra le sezioni con diverse impedenze.
Il rapporto è analogo a quello tra ampiezza dell'onda riflessa e onda incidente.
Figura 1
Se si analizza la Figura 1, si vede che la stessa illustra come il coefficiente di riflessione di un carico sia determinato dalla sua impedenza ZL e dall'impedenza alla fonte Zs e venga calcolato come segue:
Lo SWR (standing wave ratio) viene introdotto modificando l'equazione 1 come:
Lo SWR non misura la vera impedenza del carico, ma quantifica la magnitudine del disallineamento di impedenza eseguendo una misurazione sul lato del trasmettitore della linea di trasmissione.
La corrispondenza dell'impedenza ha rappresentato un problema per molte persone specializzate in progetti ad alta velocità, come i progettisti di schede DRAM. Ma in un mondo nel quale tutto è connesso, lo sviluppo di comunicazioni wireless a bassa potenza, come il Bluetooth Low Energy, e la progettazione della corrispondenza dell'impedenza sono attività molto diffuse. Nelle applicazioni wireless, la corrispondenza dell'impedenza è fondamentale. Una cattiva corrispondenza porta all'assenza di comunicazione o a un segnale degradato che fa decrescere significativamente la portata del segnale.
Ad esempio, l'antenna terrestre 47948 2.4GHz SMD è la più piccola del suo genere. Si adatta a qualunque applicazione che utilizzi Bluetooth, WiFi , ZIGBEE e altri standard wireless. L'IoT richiede sempre schede più piccole. Questa antenna Molex misura solo 3x3 mm. Il vantaggio principale è nel layout PCB. Non necessita di distanza di dispersione da terra, lasciando lo strato del suolo intatto e liberando spazio sul lato opposto del PCB per altri componenti. Ciò semplifica i lavoro dei produttori di schede e fa risparmiare molto spazio sul PCB.
Per performance ottimizzate, questa antenna necessita di un'impedenza in entrata di 50 Ohm.
I seguenti parametri influenzano la resistenza del PCB:
• Valore dielettrico
• Spessore del dielettrico
• Spessore della linea di rame
• Distanza tra il piano del suolo e la traccia
• Larghezza della traccia
Figura 2
L'impedenza viene calcolata anche a una data frequenza. Alcuni parametri, come lo spessore del rame, sono standard. Ad esempio, lo spessore di un'oncia di rame equivale a 1,37 mil. Dielettrico e spessore della scheda devono essere determinati dal produttore di PCB, dato che questi parametri possono cambiare a seconda del fornitore. D'altra parte, se a causa della dissipazione termale si decide di passare da una scheda a 1 oncia di rame a una scheda a 2, è importante adattare il relè della scheda. Nell'esempio riportato dalla Figura 2, infatti, modificando il parametro dello spessore T da 1,4 a 2,8 mil, l'impedenza cambia da 50,0 a 47,1 Ohm.
Ai fini dell'ottimizzazione, quindi, è consigliabile progettare un circuito di accoppiamento e misurare l'esatta impedenza della scheda. Le equazioni di simulazione, infatti, non rappresentano mai al 100% la natura complicata della fisica RF.