RF天線的ESD防護考量與方案

隨著無線通信技術的蓬勃發展，射頻(RF; Radio Frequency)天線已成為各種無線設備中不可或缺的元件，應用領域涵蓋移動通訊、Wi-Fi、物聯網（IoT）設備、車載等多種應用。在高速數據傳輸、低延遲要求日益增加的情況下，無線傳輸的通訊品質變得尤為重要。RF天線根據不同的應用場合，其操作頻率和功率範圍也有所不同，例如RF天線用於手機通話頻段包含700~3500 MHz，GPS的三個主要頻段為1575.42 MHz、1227.60 MHz、1176.45 MHz，藍牙使用頻段為2.4 GHz，Wi-Fi頻段則主要在2.4 GHz、5 GHz和6GHz。作為信號接收與發送的核心元件，RF天線的性能直接影響整體系統的穩定性與可靠性。 

當產品暴露於外部環境時，天線經常面臨靜電放電（ESD）的威脅，特別是經常被使用者頻繁接觸時的手持型系統，所受ESD的風險更高，再加上天線的小型化和高度集成化後，ESD造成的損害變得更加嚴重，因此如何保護天線免受ESD影響，成為設計中的重要一環。 

為了保護天線免受ESD損害，可以選擇使用TVS作為防護元件。當ESD能量透過外部環境進入天線時，TVS能夠快速啟動，宣洩掉ESD能量，防止過高電壓及電流損壞天線及內部電路，從而確保其穩定運行並延長設備壽命。 

如圖一所示，當TVS做為保護元件時，以並聯的形式設置在RF天線電路中，設置在PCB上時，要盡可能的靠近容易接觸ESD的端口，TVS即可快速啟動以保護電路。而在PCB上精簡的佈線則可以降低路徑上的寄生電感，進而提升TVS的保護效果。

圖一 TVS放置於天線系統中的示意圖

圖四 低S21的TVS可以減少訊號的損耗

因應各種天線介面的ESD防護需求，晶焱科技提供的完整對策如下表一所示

表一 天線的ESD防護方案

RF天線在無線通信中扮演著關鍵角色，為有效降低ESD對其造成的損害，TVS元件是理想的保護方案。晶焱科技提供多種不同操作電壓、低電容和同時具備優秀ESD保護特性的TVS元件，能在提供卓越ESD保護的同時保持天線的高效性能。在RFIC電路系統中，0201（0.6mm×0.3mm）小封裝的TVS，有利於整合在有限的PCB空間中。晶焱科技致力於提供完善的技術支持，滿足客戶的ESD設計需求。