Raspberry Pi Zero 2Wが発売されましたね。
Zero2Wを発売日に買ってしまった電気の楠川です。

海外通販で買ったら約1週間で届き、技適特例制度は電子申請をしたら即日有効になりました!
海外製品を使うハードルが年々下がっていて嬉しい限りです。
特例制度は180日限定なので遊べる期間は限られていますが、ガジェットは半年も使ったら大体飽きて箱の中で眠るので問題はないでしょうw

Zero2はZero1と比べると性能は5倍とのこと
Pi3のチップをクロックダウンして使用しているので、素のままで使っても温度的には問題ないようです。
でも、なんとなくSoCは冷やしておきたいし、できるならPi3のクロックでも動かせるくらいの放熱性をもたせておきたい。

アルミケースを放熱板代わりに使いたい

ということで、アルミを使って放熱板と保護を兼ねたケースを作りたいと思います。
でも、市場で販売済みのアルミケースはWi-Fiが極端に繋がりにくくなるとの噂があり、アンテナに悪影響を与えていそうです。
アンテナへの悪影響の要因と対策を考えてみましょう。

アンテナを見てみよう

基板にはアンテナメーカーの名前がシルクで記載されています。メーカー名はProantです。

メーカーサイトに飛んでみると、アンテナ名称はニッチアンテナとありました。
特許情報を見てみると、中空部分に磁界が集中すると記載があります。
中空部分に磁界が集中するものに、スプリットリング共振器があります。
スプリットリング共振器の応用だとすれば、端面で電場を受けられること、中空部分の磁場を邪魔しないことが重要になりそうです。
以前、NECがスプリットリング共振器の応用でアンテナを作ったとありましたが、Proant社のNicheアンテナもそれと同様の技術なのかもしれません。

特性確認

基板状態のアンテナ特性

まずは、基板状態でのアンテナ特性を確認します。
アンテナ部の端部を中心に360度回転させてみます。
すると、基板の部品面・裏面部分の特性が若干良く、側面が若干悪いということがわかりました。
側面が悪いのは、USBケーブルと実装部品に邪魔されて電波が弱まっているからかもしれません。

アルミ板取り付け時のアンテナ特性

次に、アルミ板を正面と裏面につけてケース形状にしてアンテナ特性を確認します。
すると、特性が極端に悪化しました。

磁界を邪魔しないケース形状に

アルミは磁界の変化を阻害します。
中空部分は磁界の集中箇所なので、アルミケースの中空部分カットしてアンテナ特性を確認してみます。
すると、素の状態の特性とほぼ同等になりました!

端部の電場部分と中空部の磁場部分を避けてアルミケースを作ることで、特性を悪化させることなくラズパイケースが作れそうです!!

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