物联网无线模块(如 LoRa、NB-IoT)是 “万物互联” 的关键载体,需通过射频 PCB 实现 1-10 公里远距离传输(LoRa)、低功耗运行(NB-IoT 模块休眠电流≤1μA),并在工业厂区、城市户外等复杂环境中抵御电磁干扰(如电机噪声、基站信号)。但普通射频 PCB 常因设计缺陷导致传输失效:某化工园区的 LoRa 传感器,因 PCB 采用普通 FR-4 基材(tanδ=0.015@868MHz),868MHz 信号传输 3 公里衰减超 12dB,实际覆盖仅 1.5 公里,无法满足园区全域监测;某城市 NB-IoT 智能水表,因射频 PCB 抗干扰能力不足,受周边 4G 基站干扰(2.6GHz),数据上传成功率从 98% 降至 82%;某农田物联网模块,因 PCB 功耗过高(休眠电流 10μA),5000mAh 电池仅 3 个月耗尽,维护成本激增。
要适配物联网无线场景,LoRa/NB-IoT 射频 PCB 需从 “低损耗低成本基材、抗干扰设计、极致低功耗” 三方面突破:首先是低损耗与成本平衡的基材选择。物联网模块对成本敏感,需避免过度依赖高端基材:LoRa 频段(433MHz/868MHz)选用生益 S1141 FR-4(tanδ≤0.008@1GHz),433MHz 信号传输 5 公里衰减≤8dB,成本仅为罗杰斯基材的 60%;NB-IoT 频段(800MHz/900MHz)因需兼容运营商网络,可局部采用罗杰斯 RO4350B(仅天线区域,面积占比≤20%),800MHz 信号传输 10 公里衰减≤10dB,兼顾性能与成本。某化工园区通过基材优化,LoRa 传感器覆盖从 1.5 公里延长至 4 公里,园区实现全域监测,无需增加模块数量。
其次是复杂环境的抗干扰设计。工业与城市环境的电磁噪声会严重影响射频信号:一是 “天线匹配与屏蔽”,射频天线与模块的阻抗需精准匹配(50Ω±3%),通过 Polar SI9000 计算布线参数(LoRa 天线馈线长度≤3cm,线宽 0.2mm);天线区域外侧布置 “金属屏蔽罩”(厚度 0.15mm 铝箔),屏蔽罩与 PCB 接地铜箔多点连接,4G/5G 基站干扰抑制率提升 85%。二是 “信号滤波”,在射频芯片(如 Semtech SX1278)电源端串联磁珠(阻抗 1kΩ@100MHz),并联 10μF 钽电容 + 0.1μF MLCC 电容,将电源纹波控制在 15mV 以内,避免噪声耦合至射频电路。某城市智能水表通过抗干扰优化,数据上传成功率恢复至 97.5%,无需人工补传数据。
最后是极致低功耗的电路优化。物联网模块需电池长期续航(≥1 年):一是 “低功耗元件选型”,MCU 选用 STM32L0 系列(静态电流 0.2μA),射频芯片用 SX1278(LoRa 休眠电流 1.2μA)或华为海思 HiLink 芯片(NB-IoT 休眠电流 0.5μA);二是 “休眠 - 唤醒策略”,模块每 30 分钟唤醒 1 次(数据采集 + 传输,耗时 10 秒,功耗 50mW),其余时间深度休眠(功耗≤0.5μA),5000mAh 电池可续航超 5 年;三是 “射频链路优化”,减少不必要的信号放大环节,采用 “直接变频” 架构,射频链路功耗降低 40%。某农田物联网模块通过低功耗优化,电池续航从 3 个月延长至 18 个月,年维护成本降低 80%。
针对物联网 LoRa/NB-IoT 射频 PCB 的 “低成本、抗干扰、低功耗” 需求,捷配推出物联网级解决方案:LoRa/NB-IoT 分别用生益 S1141 + 局部 RO4350B 基材,衰减≤8dB/5 公里(LoRa)、≤10dB/10 公里(NB-IoT);抗干扰含 50Ω 阻抗匹配 + 金属屏蔽罩 + 磁珠滤波,干扰抑制率≥85%;低功耗含 STM32L0 MCU+SX1278/HiLink 芯片,休眠电流≤0.5μA。同时,捷配的 PCB 通过 LoRa 联盟、NB-IoT 联盟兼容性测试,适配工业、城市、农田场景。此外,捷配支持 1-4 层物联网射频 PCB 免费打样,24 小时交付样品,批量订单可提供传输距离与功耗测试报告,助力物联网厂商研发低成本、长续航的无线模块。