Quand preferer une antenne chip a une antenne PCB tracee ?

Une antenne chip (ceramique LTCC, familles Johanson, Yageo, Murata, Pulse, Kyocera) se justifie quand la surface PCB est contrainte et quand on cherche a minimiser la sensibilite au boitier. Elle arrive avec un design d'adaptation de reference et une empreinte de clearance de masse definie, ce qui raccourcit la boucle de mise au point. Une antenne PCB tracee (IFA, monopole, meandre) coute zero au BOM et atteint une efficacite comparable, mais demande davantage de clearance, une campagne d'adaptation Smith plus rigoureuse et fige une portion non triviale du bord de carte. A 2,4 GHz BLE avec contrainte de surface, la chip est souvent le premier choix ; en sub-GHz LPWA, une IFA PCB ou un fouet externe reste frequent car l'efficacite des chip antennas chute en basse frequence.

Quel est le role de la topologie d'adaptation en pi ?

Le reseau pi est une topologie a trois elements (shunt, serie, shunt) placee entre la sortie radio et le pied de l'antenne. On le prefere a un reseau L a deux elements parce qu'il offre les degres de liberte necessaires pour deplacer l'impedance partout sur l'abaque de Smith et absorber le desaccord introduit par le boitier, la batterie et les pieces metalliques voisines. En pratique deux des trois positions sont peuplees et la troisieme est reservee pour l'ajustage mesure sur le produit assemble. Les composants utilises sont des condensateurs et inductances haute Q en boitier 0402 ou 0201 qualifies a la frequence de travail.

Pourquoi mesurer le return loss sur le produit assemble ?

L'antenne voit son environnement proche : plastique du boitier, batterie, ecran, cable USB, main de l'utilisateur. Chacun de ces elements introduit une perturbation capacitive ou inductive qui decale la resonance et degrade le return loss. Un reseau ajuste sur PCB nu donne une mesure parfaite sur l'etabli et echoue des que le produit est ferme. La bonne pratique est de mesurer S11 au pied de l'antenne dans la configuration mecanique finale, batterie, ecran et cables en place, puis d'ajuster. Les chambres OTA CTIA vont plus loin et integrent des fantomes main et tete pour capter une charge realiste.

Quelle clearance de masse demande une antenne chip ?

La datasheet fournisseur precise toujours le keep-out et la zone de clearance de masse recommandes. La valeur depend de la frequence et de la famille mais une chip antenne 2,4 GHz typique demande un rectangle de l'ordre de 5 par 10 mm a 7 par 15 mm, place le long du grand cote du PCB, sans plan de masse, sans vias et sans piste de signal en-dessous. Le non-respect de cette clearance est la cause la plus frequente de perte d'efficacite catastrophique observee sur les premiers prototypes : l'antenne ne rayonne plus et se comporte comme un resonateur a Q eleve decouple de l'espace libre.

En quoi le choix d'une antenne GNSS differe-t-il du BLE ou du Wi-Fi ?

Le GNSS L1 a 1575 MHz et L5 a 1176 MHz utilise une polarisation circulaire droite et travaille a des niveaux de signal faibles (autour de moins 130 dBm a l'entree du recepteur). Le choix dominant est un patch ceramique sur un plan de masse, de l'ordre de 15 par 15 mm ou 25 par 25 mm selon les objectifs de sensibilite. Un amplificateur faible bruit (LNA) suit le pied du patch, precede ou suivi d'un filtre SAW selon le bilan de liaison et la rejection requise vis-a-vis des emetteurs cellulaires voisins. Les patchs actifs integrent le LNA. Les patchs passifs demandent un LNA externe dans le front-end. Le plan de masse sous le patch doit etre au moins aussi large que le patch, de preference plus large, pour eviter la distorsion du diagramme.

Que mesure le test OTA CTIA ?

Le CTIA Test Plan for Wireless Device Over-the-Air Performance mesure le Total Radiated Power (TRP) et la Total Isotropic Sensitivity (TIS) en chambre anechoique, le produit actif et en communication avec un emulateur de station de base. Le TRP integre la puissance rayonnee sur toute la sphere, ce qui capte l'efficacite d'antenne et les pertes de chaine. Le TIS integre la sensibilite de reception sur la sphere, ce qui capte le bruit propre et la desensibilisation par l'activite numerique. Le CTIA est la reference pour l'acceptance operateurs US (AT and T, Verizon, T-Mobile) et est reprise par la 3GPP TS 38.521 pour la conformite RF cellulaire ainsi que par les programmes operateurs mondiaux. Le PTCRB s'appuie sur les memes chambres.

Pourquoi un filtre SAW entre le LNA et le recepteur ?

Dans un produit multi-radio (GNSS plus cellulaire plus Wi-Fi plus BLE sur le meme PCB), le LNA GNSS recoit non seulement le signal utile mais aussi des emissions de forte puissance des radios voisines qui fuient par l'antenne et par le boitier. Sans filtrage, le LNA sature et le recepteur GNSS perd des dizaines de dB de sensibilite. Un filtre SAW ou BAW rejette les signaux hors bande avant qu'ils n'atteignent le recepteur. L'ordre de placement (filtre avant LNA, ou LNA avant filtre) depend du bilan de liaison : filtre-d'abord preserve la linearite au prix du facteur de bruit, LNA-d'abord preserve la sensibilite au prix de la linearite. Les deux topologies sont valides et se choisissent au cas par cas.

Quelles regles MIMO et diversite dans un boitier compact ?

Pour le MIMO Wi-Fi et la diversite cellulaire, les deux antennes doivent etre decorrelees. Les deux leviers principaux sont la separation spatiale, ideale au moins quart d'onde (environ 30 mm a 2,4 GHz, 12 mm a 5 GHz), et la diversite de polarisation (une antenne en polarisation horizontale, une en polarisation verticale). L'Envelope Correlation Coefficient (ECC) est la figure de merite, avec une cible inferieure a 0,5 pour delivrer le gain MIMO. Dans un boitier compact, atteindre cela est difficile et demande typiquement un placement soigneux aux coins opposes du PCB, avec mise en forme du plan de masse pour casser les courants en mode commun. Les designs de reference fournisseurs et la mesure de l'ECC en chambre anechoique constituent la voie pratique.

Antennes et adaptation d'impedance pour produits connectes

Auteur Hugues Orgitello Mis à jour le 27 mai 2026 ~15 min de lecture

Guide, antennes et adaptation

L'integration d'antenne est l'etage ou un produit connecte gagne ou perd son bilan de liaison radio. Une antenne mal choisie, une clearance de masse manquante, un reseau d'adaptation ajuste sur PCB nu plutot que sur le produit assemble, ou un filtre SAW mal place se traduisent immediatement par une perte mesurable de puissance rayonnee, une degradation de la sensibilite de reception et une probabilite plus elevee d'echouer les campagnes de certification au titre de l'ETSI EN 300 328, du FCC Part 15, de la 3GPP TS 38.521 ou des plans OTA operateurs. Cette page couvre la selection des familles d'antennes (chip, PIFA, IFA, monopole, patch, helice), les considerations specifiques par bande du sub-GHz a l'UWB, la methode d'adaptation sur analyseur de reseau vectoriel, les exigences de clearance de masse, les facteurs de desaccord apportes par le boitier et l'utilisateur, le CTIA OTA test plan, les choix de front-end GNSS, le MIMO et la diversite dans un boitier compact et les pieges recurrents observes a l'etage antenne.

Familles d'antennes et choix par cas

Le point de depart de toute integration radio consiste a selectionner une famille d'antenne adaptee a la bande, au volume disponible, a la cible BOM et au diagramme de rayonnement attendu. Les cinq familles ci-dessous couvrent la majorite des produits connectes.

Famille	Bandes typiques	Forces	Faiblesses
Chip antenna (ceramique LTCC)	2,4 GHz, 5 GHz, sub-GHz, GNSS	Faible encombrement, design de reference fournisseur, clearance de masse definie, BOM faible	Efficacite inferieure a une PCB bien dessinee a meme frequence, sensible au placement
PIFA (Planar Inverted-F Antenna)	Cellulaire 700, 2700 MHz, multibande	Bande large, integration au-dessus du plan de masse, volume modere	Demande de la 3D au-dessus du PCB, complexite mecanique
IFA (Inverted-F)	2,4 GHz, 5 GHz, sub-GHz	Gratuit au BOM (trace PCB), efficace si la clearance est respectee	Fige une portion de bord de carte, sensible a l'ajustage
Monopole (trace PCB ou fil)	Large gamme, sub-GHz a 6 GHz	Simple, diagramme omnidirectionnel, facile a dimensionner	Demande un plan de masse comme contrepoids, sensible a la polarisation
Patch (ceramique, microstrip)	GNSS L1 et L5, UWB 6, 8 GHz, mmWave	Gain directionnel (3, 6 dBi), polarisation circulaire possible	Demande un plan de masse, surface plus grande, bande etroite
Helice (externe)	UHF cellulaire, GNSS, radio professionnelle	Robuste, gain eleve, variantes large bande	Externe, exposition mecanique, cout

Le premier tri se fait par frequence et volume. Un wearable a 2,4 GHz sans antenne externe utilise presque toujours une chip antenna ou une IFA PCB. Un tracker IoT cellulaire couvrant 700 a 2700 MHz utilise typiquement une PIFA ou une chip multibande avec un reseau d'adaptation soigne. Un module GNSS embarque un patch ceramique. L'UWB a 6, 8 GHz utilise soit une chip soit un patch sur mesure. Les trackers asset UHF utilisent couramment des helices externes.

Les familles fournisseurs a evaluer en premier sont Johanson Technology (large catalogue 2,4 GHz et GNSS), Yageo (couverture large), Murata (ceramiques LTCC et antenna-in-package), Pulse Electronics (PIFA cellulaires), Taoglas (multibande et antennes externes) et Kyocera AVX (chip et patchs ceramiques). Chaque famille fournit des designs de reference, des reseaux d'adaptation recommandes, des empreintes de clearance de masse et des courbes OTA qui ancrent les decisions de debut de design.

Bandes et bilans de liaison cibles

La bande de frequence determine toutes les decisions aval : taille d'antenne, topologie d'adaptation, cadre reglementaire et plan de test.

Technologie	Bande	Longueur d'onde (espace libre)	Taille d'antenne typique
BLE, Wi-Fi 2,4 GHz	2400, 2483,5 MHz	125 mm	Chip 7, 15 mm ou IFA PCB 30, 40 mm
Wi-Fi 5 GHz	5150, 5875 MHz	55 mm	Chip 4, 8 mm ou IFA PCB 15, 25 mm
Wi-Fi 6 GHz	5925, 7125 MHz	47 mm	Chip ou IFA PCB, reuse bibande courant
LoRa, Sigfox sub-GHz	868 MHz (UE), 915 MHz (US, AU)	345, 327 mm	IFA PCB, monopole, fouet externe, chip moins efficace
NB-IoT, Cat-M cellulaire	700, 2700 MHz	428, 111 mm	PIFA multibande ou chip multibande avec adaptation par bande
GNSS L1	1575 MHz	190 mm	Patch ceramique 15, 25 mm
GNSS L5	1176 MHz	255 mm	Patch ceramique, plus grand que L1, souvent bibande L1, L5
UWB	6, 8,5 GHz	35, 47 mm	Chip ou patch

La bande Wi-Fi 6 GHz est regulee sous FCC U-NII-5 a U-NII-8 aux Etats-Unis et sous regles harmonisees UE via la RED et la EN 303 687. A 2,4 GHz, la EN 300 328 s'applique en UE et le FCC Part 15.247 aux Etats-Unis ; les bandes cellulaires suivent 3GPP TS 38.521 pour la NR et 3GPP TS 36.521 pour la LTE. La conformite a ces normes radio depend materiellement de la performance d'antenne : les emissions spurious sont dominees par le rayonnement des harmoniques par l'antenne et la fuite d'energie en bande adjacente est pilotee par le reseau d'adaptation.

Indicateurs d'antenne

Un jeu coherent de figures de merite est necessaire pour specifier, qualifier et arbitrer les antennes.

Return loss (S11) : la fraction de puissance reflechie depuis le pied de l'antenne. Une cible S11 inferieure a moins 10 dB sur toute la bande utile est standard, equivalente a un VSWR inferieur a 2:1. Une mesure de moins 6 dB fonctionne encore mais accepte 25 pour cent de perte par reflexion.
Efficacite : le rapport entre la puissance rayonnee et la puissance acceptee au pied, exprime en pour cent ou en dB. Les mesures en chambre anechoique (Satimo, NSI-MI MARS ou equivalent) sont la reference. Une efficacite de 60 a 70 pour cent est realiste pour une chip antenna 2,4 GHz bien integree dans un boitier compact ; en-dessous de 30 pour cent, le bilan de liaison s'effondre.
Gain : l'efficacite directionnelle, exprimee en dBi (decibels par rapport a l'isotrope). Une chip 2,4 GHz est typiquement entre 0 et 2 dBi en pic ; un patch GNSS est entre 3 et 5 dBi ; un patch UWB ou mmWave directionnel peut atteindre 6, 8 dBi.
Bande passante : la plage de frequence sur laquelle S11 reste sous moins 10 dB. Une chip 2,4 GHz couvre typiquement 100 MHz ; une PIFA multibande couvre 700, 2700 MHz sur plusieurs resonances ajustees par le reseau d'adaptation.
Polarisation : lineaire (verticale ou horizontale) pour la plupart des antennes BLE, Wi-Fi et cellulaires ; circulaire droite pour le GNSS.
Diagramme de rayonnement : omnidirectionnel (monopole, IFA, chip) ou directionnel (patch, helice, mmWave). Un wearable beneficie d'un diagramme omnidirectionnel ; un recepteur GNSS beneficie d'un diagramme hemispherique oriente vers le ciel.

Methode de mise au point du reseau d'adaptation

Le reseau d'adaptation ramene l'impedance de l'antenne a la reference 50 ohms de la sortie radio. Sans adaptation, meme une bonne antenne reflechit une grande fraction de la puissance vers l'emetteur, consomme de la batterie et sature le front-end.

Topologies

Topologie	Composants	Cas d'usage
Reseau en L	2 composants (un serie, un shunt)	Antennes deja proches de 50 ohms, bande etroite
Reseau en pi	3 composants (shunt, serie, shunt)	Antennes compactes avec desaccord notable, large plage d'ajustage, plus flexible
Reseau en T	3 composants (serie, shunt, serie)	Moins frequent, principalement pour charges haute impedance
Shunt-serie-shunt	Equivalent au reseau en pi	Topologie de depart par defaut pour les chip antennas

La topologie de depart par defaut est le reseau en pi. Deux des trois positions sont peuplees par des condensateurs et inductances ; la troisieme est reservee comme slot d'ajustage, peuplee uniquement apres mesure sur produit assemble. Les composants sont des condensateurs et inductances haute Q en boitier 0402 ou 0201 (Murata GJM, GRM, LQW ; Coilcraft 0402DC, 0402CT) qualifies a la frequence de travail, parce qu'a 2,4 GHz une inductance generique de 100 nH a sa frequence de resonance propre bien en dessous de la bande et se comporte comme un condensateur.

Methode sur abaque de Smith

Souder un connecteur U.FL calibre au pied d'antenne du prototype, en remplacant le coude de la trace si besoin.
Calibrer l'analyseur de reseau vectoriel (VNA) au bout du connecteur avec un kit open-short-load (OSL).
Connecter l'antenne dans son environnement mecanique final (PCB assemble, boitier ferme, batterie presente, cables routes).
Mesurer S11 sur la bande d'interet. Lire l'impedance complexe au centre de bande sur l'abaque.
Identifier l'offset d'impedance par rapport au centre 50 ohms. L'abaque mappe directement aux elements d'adaptation a utiliser.
Peupler le reseau avec les valeurs calculees, puis iterer. Une campagne typique converge en deux a quatre iterations.
Valider en temperature si besoin et sur une population d'unites si la tolerance d'adaptation est serree.

La meme methode est documentee dans les notes d'application fournisseurs (Johanson, Murata, Pulse). Les logiciels Smith chart (smith-chart.org, AWR Microwave Office, Keysight ADS) accelerent le calcul.

Plan de masse et clearance

Le plan de masse est le contrepoids rayonnant de toute antenne imprimee ou chip. Sans plan de masse suffisant, l'antenne ne rayonne pas a la frequence prevue : elle voit un contrepoids haute impedance et soit echoue a resonner, soit rayonne dans un diagramme distordu.

Regles pour les chip antennas

Placer l'antenne le long du grand cote du PCB, ideallement dans un coin, avec l'empreinte de clearance qui sort du plan de masse.
Respecter la zone de keep-out fournisseur, typiquement 5 par 10 mm a 7 par 15 mm a 2,4 GHz, sans plan de masse, sans vias, sans piste de signal en-dessous.
Fournir une zone de plan de masse d'au moins un quart d'onde sur le cote adjacent au pied d'antenne. A 2,4 GHz cela fait 30 mm ; en sub-GHz 868 MHz, cela fait 86 mm, ce qui explique l'inefficacite des chip antennas sub-GHz sur petites cartes.
Eviter de placer la chip au centre du PCB, entouree de cuivre. C'est une erreur frequente sur les premiers prototypes qui produit un resonateur a Q eleve non rayonnant.

Regles pour IFA PCB et monopole

La longueur totale de la trace imprimee fixe la frequence de resonance, avec un quart d'onde comme point de depart.
L'extension du plan de masse le long de la trace agit comme contrepoids.
Un reseau d'adaptation au pied compense la tolerance sur la constante dielectrique PCB et les dimensions de trace.

Regles pour les patchs GNSS

Le patch ceramique repose sur la face superieure du PCB.
Le plan de masse sous le patch doit etre au moins aussi grand que le patch, de preference 1,5 a 2 fois plus grand.
Aucun plan de masse partiel ni composant actif sur la face superieure dans l'empreinte du patch.
Le LNA est place aussi pres que possible du pied du patch pour preserver le facteur de bruit.

Facteurs de desaccord et realite du produit assemble

La mesure sur l'etabli en PCB nu n'est qu'une indication precoce. La vraie performance radio est determinee par le produit assemble.

Source de desaccord	Mecanisme	Mitigation
Boitier plastique	Chargement dielectrique, decale la resonance vers le bas de 50, 200 MHz a 2,4 GHz	Ajuster sur boitier ferme
Pieces metalliques (batterie, ecran, blindage USB)	Courants miroirs, distorsion du diagramme, perte d'efficacite	Reserver une clearance, valider sur produit assemble
Effet main (chargement capacitif)	La prise en main fait chuter l'efficacite de 3, 10 dB	Mesurer avec fantome de main (CTIA), concevoir pour la prise la plus defavorable
Cable USB en fonctionnement	Le cable agit comme radiateur parasite, distord le diagramme	Tester avec et sans cable, ferrite si necessaire
Oscillateur a quartz ou DC-DC voisin	Bruit conduit dans le pied d'antenne	Filtrage sur la ligne antenne, decouplage sur l'alimentation RF, separation de routage
Decharge ESD sur le pied d'antenne	Detruit le LNA front-end ou les composants du reseau	TVS ou eclateur sur la ligne antenne

La regle operationnelle est constante : la campagne d'antenne se termine quand le produit est mesure assemble, batterie en place, cables connectes, dans la posture utilisateur la plus defavorable, et que la performance OTA satisfait l'objectif de bilan de liaison.

Mesure OTA : TRP, TIS et CTIA Test Plan

La performance d'antenne sur un produit connecte se qualifie de bout en bout via la mesure Over-The-Air (OTA) en chambre anechoique.

Total Radiated Power (TRP)

Le TRP est l'integrale de la puissance rayonnee sur la sphere entiere autour du produit, mesuree avec l'appareil emetteur a pleine puissance et l'antenne tournee en azimut et en elevation. Il capte a la fois l'efficacite d'antenne et les pertes de chaine entre la sortie radio et le pied (adaptation, cable, connecteur). Pour le Wi-Fi 2,4 GHz, une cible realiste dans un boitier IoT compact est de 13, 18 dBm TRP au centre de bande, contre une sortie radio de 18, 20 dBm ; le delta represente le budget de perte de chaine.

Total Isotropic Sensitivity (TIS)

Le TIS est l'integrale de la sensibilite de reception sur la sphere, mesuree en reduisant le signal de la station de base jusqu'a ce que l'appareil perde des paquets a un taux d'erreur defini. Il capte l'efficacite d'antenne en reception mais aussi le bruit propre genere par l'activite numerique du produit : un DC-DC switching pres du front-end recepteur peut degrader le TIS de 5, 10 dB meme avec une bonne antenne.

CTIA Test Plan for Wireless Device Over-the-Air Performance

Le CTIA Test Plan definit la methodologie de mesure TRP et TIS, avec les exigences de chambre anechoique, les procedures de calibration et les protocoles fantomes tete et main. La version 3.x est la reference courante en 2024. Il est utilise par les programmes d'acceptance operateurs US (AT and T, Verizon, T-Mobile) et largement aligne avec les programmes OTA operateurs mondiaux. Les tests OTA PTCRB pour les dispositifs cellulaires reposent sur les memes chambres et procedures. Pour les programmes operateurs specifiques voir AT and T NAF IoT cellulaire, Verizon OPC et T-Mobile IoT lab.

3GPP TS 38.521 pour la RF cellulaire

Pour les appareils cellulaires NR (5G), la 3GPP TS 38.521 specifie les tests de conformite de transmission et reception radio, y compris la performance OTA pour FR1 et FR2 (mmWave). Pour les appareils LTE, la 3GPP TS 36.521 est l'equivalent. Ces tests sont conduits par des laboratoires reconnus PTCRB et alimentent la certification module PTCRB pour l'acceptance operateurs nord-americains.

Conception du front-end GNSS

Les antennes GNSS ont des exigences specifiques qui different du reste de la chaine radio.

Patchs passifs et actifs

Un patch passif est un resonateur ceramique avec une broche de pied et aucune electronique integree. Il est suivi dans le front-end PCB d'un LNA externe et, selon le bilan de liaison, d'un filtre SAW.

Un patch actif integre le LNA directement sous l'element ceramique. Il est alimente via un bias-tee sur le cable coaxial RF. Les patchs actifs simplifient le routage PCB et reduisent le facteur de bruit mais coutent plus cher et demandent un filtrage soigne de l'alimentation DC pour eviter d'injecter du bruit.

Ordre LNA et filtre SAW

Les deux topologies valides, toutes deux utilisees dans des designs commerciaux, different sur le compromis facteur de bruit, linearite.

Topologie	Ordre	Compromis
LNA en premier	Patch, LNA, SAW, recepteur	Meilleur facteur de bruit, moindre perte de sensibilite, mais le LNA peut saturer sur les emetteurs cellulaires voisins
SAW en premier	Patch, SAW, LNA, recepteur	Meilleure linearite et rejection, mais facteur de bruit plus eleve a cause de l'insertion loss du filtre

Un produit multi-radio (GNSS plus LTE plus Wi-Fi plus BLE sur une carte) utilise typiquement SAW-d'abord pour proteger le LNA des bandes cellulaires fortes a 700, 900, 1800 et 2100 MHz. Un produit GNSS seul peut utiliser LNA-d'abord pour le gain de facteur de bruit. La decision est documentee dans le bilan de liaison.

Plan de masse et placement

Le patch et son plan de masse sont en face superieure du PCB, le patch oriente vers le ciel dans la position mecanique finale. Les composants actifs en face superieure du PCB dans l'empreinte du patch distordent le diagramme. Le LNA est place a quelques millimetres du pied du patch.

MIMO et diversite dans un boitier compact

Le MIMO Wi-Fi (2x2 ou plus) et la diversite cellulaire demandent deux antennes ou plus qui soient decorrelees.

Leviers de decorrelation

Separation spatiale : au moins un quart d'onde entre les centres de phase. A 2,4 GHz cela fait 30 mm, a 5 GHz 12 mm, en sub-GHz cela est irrealiste sur un petit produit.
Diversite de polarisation : une antenne en polarisation verticale, une horizontale. Un layout frequent place deux IFA PCB orthogonales aux coins opposes.
Diversite de diagramme : chaque antenne orientee pour couvrir une partie differente de la sphere.
Mise en forme du plan de masse : fentes et entailles pour casser les courants en mode commun qui sinon couplent les deux antennes par le plan de masse.

Envelope Correlation Coefficient (ECC)

L'ECC est la figure de merite de la diversite MIMO, avec une cible inferieure a 0,5 pour delivrer le gain MIMO. Il se derive des diagrammes 3D des deux antennes mesures en chambre anechoique et figure dans le rapport OTA. Au-dela d'un ECC de 0,7, la seconde antenne n'apporte aucun benefice MIMO et le produit fonctionne en pratique en SISO avec un cout supplementaire.

Filtres : diplexeurs, duplexeurs, SAW et BAW

Les produits multi-radio utilisent des filtres pour partager les antennes, rejeter les emissions hors bande et proteger les recepteurs.

Type de filtre	Fonction
Diplexeur	Combine deux bandes non chevauchantes sur une seule antenne (par exemple BLE 2,4 GHz plus Wi-Fi 5 GHz)
Duplexeur	Separe emission et reception sur une seule antenne en cellulaire FDD, avec haute isolation
Filtre SAW (Surface Acoustic Wave)	Rejection bande etroite, faible insertion loss, utilise jusqu'a 3 GHz
Filtre BAW (Bulk Acoustic Wave)	Rejection haute frequence, derive en temperature plus faible, utilise au-dela de 3 GHz et pour les front-ends cellulaires haute puissance

Les exigences d'emissions hors bande au titre de l'EN 300 328, du FCC Part 15 et de la 3GPP TS 38.521 sont typiquement le moteur du choix de filtre. Sans filtrage approprie, les emissions harmoniques d'un emetteur 2,4 GHz contaminent les bandes 5 GHz et 6 GHz et le produit echoue a la conformite radio.

Pieges recurrents

Piege	Consequence
Adaptation ajustee sur PCB nu sans boitier	Efficacite reelle 5, 15 dB en-dessous de la mesure d'etabli, echec OTA
Clearance de masse violee par cuivre ou vias	Perte d'efficacite catastrophique, antenne en resonateur non rayonnant
Chip antenna placee au centre du PCB	Entouree de plan de masse, pas de rayonnement, bilan de liaison effondre
LNA GNSS avant SAW saturant sur le cellulaire	Sensibilite degradee de 10, 20 dB, temps de fix inacceptable sur le terrain
Inductances generiques 0603 dans le reseau d'adaptation	Resonance propre sous la bande, comportement imprevisible du reseau
Effet main ignore	Efficacite terrain 6, 10 dB sous le resultat chambre, ruptures d'appel
Protection ESD absente sur le pied d'antenne	LNA detruit au premier choc electrostatique, taux de retour qui explose
Pas d'entree de domaine reglementaire pour le marche cible	L'antenne peut rayonner hors bande, type approval refuse

Pour aller plus loin

Qualification Bluetooth SIG: qualification RF + protocole de la radio BLE derriere l'antenne
Certification UWB FiRa consortium: integration radio UWB et precision de ranging a 6, 8 GHz
Certification Wi-Fi Alliance: interoperabilite Wi-Fi sur 2,4, 5, 6 GHz
Certification module PTCRB: programme RF et OTA cellulaire pour les operateurs nord-americains
Glossaire: definitions de S11, VSWR, TRP, TIS, ECC, SAW, BAW, PIFA, IFA

Voir aussi

Sources & références

CTIA Test Plan for Wireless Device Over-the-Air Performance , CTIA Certification www.ctia.org/about-ctia/programs/certification/test-plans
3GPP TS 38.521, NR User Equipment conformance specification, Radio transmission and reception , 3GPP www.3gpp.org/dynareport/38521-1.htm
ETSI EN 300 328, Wideband transmission systems in the 2,4 GHz band , ETSI www.etsi.org/deliver/etsi_en/300300_300399/300328/
ETSI EN 303 413, GNSS receivers operating in radio determination service , ETSI www.etsi.org/deliver/etsi_en/303400_303499/303413/
Johanson Technology, notes d'application et designs de reference chip antennas , Johanson Technology www.johansontechnology.com/antennas
PTCRB OTA test requirements for cellular devices , PTCRB www.ptcrb.com/