RF PCBの最上層の未使用領域には、グランドが必要ですか？

このトピックに関連する質問はいくつかありますが、実際にはRF固有の質問はありませんでした。

私は2層のBluetoothモジュールで作業していますが、最上層に未使用のスペースがあり、最下層（主に固体の接地面）へのビアをステッチして接地する必要があるかどうかを決定できません。私は多くの読書/研究を行ってきましたが、最上層のグラウンド・ポアに関する矛盾したアイデアがあるようです。それで、私はあなたの人々に手を差し伸べて、この（RFボード設計がプラスである）の経験を持つ誰かが私のためにこの話題にいくらか光を当てることができることを望んでいます。

ありがとう！

これを検討している、またはここに興味がある他の人のために、私が役立ったいくつかの良いリソースがあります：

1. http://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5100#10
2. http://www.eeweb.com/blog/circuit_projects/basic-concepts-of-designing-an-rf-pcb-board
3. http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1279446
4. http://www.atmel.com/images/atmel-42131-rf-layout-with-microstrip_application-note_at02865.pdf
5. http://www.icd.com.au/articles/Copper_Ground_Pours_AN2010_4.pdf
6. http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=swra367a&fileType=pdf

上記の情報源のほとんどは、グラウンドポアと全体的なRF設計に言及しています。

RFエンジニアリングは「純粋な黒魔術」です。支持者はそうではないと主張するでしょうが、物理学の博士号を持っていない限り、おそらくそう思われるでしょう。DCおよび低周波数（数MHzまで）で意味のある抵抗、キャパシタンス、およびインダクタンスの概念は、高周波の設計と実装に関しては完全に歪んでいます。トレースは、抵抗またはインピーダンス要素のように動作し、パッドとギャップはコンデンサのように見え、コーナーは反射器のようになります。完全な複雑さは、このトピックに関する短い本を超えています。

短い答えは、「RF」と「両面PCB」が一緒に耳にされることはめったにないということです。ほとんどのRF（送信）デバイスは4層以上のPCBを使用し、外側の層は通常グランドプレーンです。これは注意を払うべきだと言う人もいますが、RF設計に不慣れな人にとっては、実際の設計とそうでない設計の違いを意味する可能性があります。

Bluetoothのようなトランシーバーデバイスの場合、送信時のアンテナの位置の近くで、生成される電磁場が近くのトレースに結合し（特に長さが波長の4分の1に近づくと）、電圧と電流を誘導し、不安定な動作を引き起こします。そのため、グランドプレーンが使用されます。これらの波を吸収します。アンテナの近くでは、EMが最も強いため、そこに勝手に置くことはできません。寸法と形状は、正しい操作のために重要です。さらに遠くでは、電磁場が距離の逆二乗で消散するため、問題は少なくなります。この TIアプリノートでは、高周波数での他の詳細の一部に触れます。

最も実用的な解決策は、利用されている特定のBTデバイスのリファレンスPCBレイアウトを見つけてそこから開始することです。うまくいけば、メーカーはそれを利用できるようにしました。比較のために、ここではそのようなデザインの小さな絵があります。イッツデータシートは、設計者はそれに取り組んで多くの時間を費やしたそうなので、PCBについてはあまり言及していません。PCBは両面のように見えますが、これは不明です。ここでより大きな写真を見ることができます。上部にトレースが表示され、「Aaha！両面ができるとわかっていました...」と思われるかもしれませんが、いくつかの非常に重要な小さなことが目立ちます。

• アンテナの下にビアのストリップがあります。これらは、すべての最強の電磁場を地面に短絡させるために、密接に配置されています。

• アンテナの左側がシルクスクリーンのロゴの下で接地されているかどうかを判断することは不可能です。存在する場合、PIFAアンテナである可能性があります。

• 中央のPCBの大半は暗いため、裏面には少なくとも部分的なグランドプレーンが確実にあります。上記のPaulのリンクでOlinが説明しているように、あちこちの小さなパッドとトレースはそれほど重要ではないでしょうが、1インチのトレースまたは接地されていないどこかのパーツのグループが問題を求めています。

• フロントサイドのトレースの一部に見られるマイクロビアは、おそらくグランドプレーンに接続されています。これらは無制限に配置されませんでしたが、EMIを可能な限り減らすために、できるだけ多くの上面を埋めます。（これは、より多くの層を使用せずに堅牢なデバイスを作成しようとする試みです。）十分な表面領域があり、十分な表面を覆っているため、カップリングを防止できます。（電子レンジのドアに穴があるのに不思議に思うのですが、電子レンジは通過しませんか？それは、穴が周波数（波長）よりもはるかに小さいため、マイクロ波が透過できないためです。）

• アンテナの下の裏側に「何もしない」またはどこにも接続していないように見える痕跡があります。正方形や長方形のような。これは、RFの本当に面白いビジネスが作用する場所です。高周波では、パッドがコンデンサーのように見えることがあります。そのため、これらのトレースは、PCBを介しても、その場所で物理的に容量またはカップリングを導入するように設計されている可能性があります。これは、物理的な接続が存在しない場合でも、共振要素（アンテナ）の一部を別の部分と「接続」するために実行できます。