射频天线ESD防护多方案设计
EMC小哥针对射频天线ESD 防护方案从两个角度分析：
1. 根据频率高低不同,在保证信号完整性的情况下，选择小于此结电容的ESD二极管。
2. 根据信号工作峰值电压不同，选择对应Vrwm（反向工作电压）或稍高Vrwm的ESD静电元件。
在这个"万物智联"的时代，手机导航、无线耳机、智能家居这些我们每天使用的设备，都离不开重要部件——射频天线。它就像电子设备的"信号收发员"，负责把我们的语音、视频、定位信息转化成电磁波发送出去，同时接收来自四面八方的无线信号。
不同设备使用的信号频道不同：手机通话使用的700-3500MHz频段；车载导航依赖的GPS系统使用1175-1227MHz和1575MHz三个专用频段；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。工程师们设计这些天线时，需要让信号传输稳定，确保我们刷视频不卡顿、导航不偏移、智能家居随时在线。
就像脱毛衣时的静电，手机和智能手表的天线每天要经历数十次静电"攻击"。这些看不见的静电电压高达上千伏，当天线越做越小时，精密电路变得脆弱，一次静电冲击就可能导致故障。为这些精密天线设计防静电保护，成为设备可靠性的关键。
为应对静电威胁，工程师为天线加装TVS防护元件。这个微型"安全阀"能在静电突袭时瞬间导通，将上千伏的电流释放掉，避免损坏核心芯片，让设备经得起日常摩擦静电的考验。
选择TVS我们要考虑选择合适的Vrwm 的ESD二极管，射频信号功率对应的峰值电压也不同，因此选择TVS工作电压也不同。下表是阻抗匹配为50Ω，不同射频信号功率对应的峰值电压。
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RF Power(dBm)功率 |
Vrf(V)峰值电压 |
|
20 |
3.16 |
|
25 |
5.62 |
|
30 |
10.00 |
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31 |
11.22 |
|
32 |
12.59 |
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33 |
14.13 |
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34 |
15.85 |
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35 |
17.78 |
|
36 |
19.95 |
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50Ω系统不同功率对应峰值电压 |
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上海雷卯EMC小哥匹配天线用的VRWM（反向工作电压）有多种电压， 从1.0V 到24V颗可以选择。
应用于天线系统的ESD二极管参数选择需要关注的主要参数：
l ESD二极管 的VRWM电压一定要高于信号的峰值最高电压。
l ESD 二极管抗静电标准高于客户要求标准。
l 根据频率，选择低结电容CJ 的ESD, 避免影响天线收发信号失真。
l 考虑射频信号接收IC能承受电压范围，如果承受电压低，可以考虑用带有Snapback（回扫）的ESD, 测试静电防护更佳。
以下上海雷卯整理列出的可应用于不同天线信号接口的ESD保护器件：
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Part Number |
|
|
VCmax@A |
C(PF) |
Features |
ESD per IEC61000-4-2 (Air)/(Contact) |
Package |
|
ULC0121CDN |
1.0 |
1.4 |
6V@4A |
0.35 |
1 CH.Bi. |
±15kV/±12kV |
DFN0603 |
|
ULC0142CDN |
1.0 |
4 |
6V@6A |
0.65 |
1 CH.Bi. |
±22kV/±20kV |
DFN1006 |
|
ULC01521CDN |
1.5 |
6 |
2.9V@4A |
0.2 |
1 CH.Bi. Snapback |
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