無線モジュール組込時の基板レイアウト

ESP-WROOM-02を組み込む時に色々と調べていたのですが、無線モジュールのレイアウトにはコツがあって上手に配置しないと無線モジュールの本来の性能を発揮できない可能性があることがわかりました。
ここにはその備忘録としてまとめようと思います。

調べているときにEspressifから出ているこのドキュメントを見つけたのです。

これにすべての答えが載っているですが、端的に言うと「アンテナはベタを避けて基板の端に置く」ということです。

一番わかり易いところでいうと、レイアウトの例として6つ挙げられています。

これらのレイアウトに対して各チャンネルでのWi-Fiの送信電力を測定したのが次のグラフです。

電力[dBm]なので数値が大きいほど良いのですが、Option5とOption6だけ明らかに小さいことがわかります。
電力が大きいとそれだけ遠くに電波を飛ばすことができるので、通信距離が長くなります。

Option5とOption6に共通するのは基板の端に置いていないということです。
それだけでWi-Fiの性能を発揮できなくなってしまいます。
よくよく考えると、どの評価モジュールもアンテナが端に置かれています。
基板レイアウトを考えるときは、まず無線モジュールを端に置いて他の部品のレイアウトを考えるようにしましょう。

あと基板とは関係ないですけど、よく言われるのは金属ケースに入れないことですね。
金属は電波を遮蔽してしまいますので、基板レイアウト以上に問題です。
どうしても金属ケースを使う場合はアンテナを外に出すとか、工夫が必要です。

ケースとの距離も重要で、アンテナ部とケースとの間は少なくとも5mm以上は離すようにしましょう。
こちらも通信距離に影響しますので。