Плоскость земли - Ground plane

В электротехника, а плоскость земли электрически проводящий поверхность, обычно подключенная к электрическому земля. Этот термин имеет два разных значения в разных областях электротехники. В антенна Согласно теории, заземляющий слой - это проводящая поверхность, большая по сравнению с длина волны, например, Земля, которая подключена к передатчик провод заземления и служит отражающей поверхностью для радиоволны. В печатные платы, заземляющий слой - это большая площадь из медной фольги на плате, которая подключена к источнику питания. земля терминал и служит обратным каналом для тока от различных компонентов на плате.

Теория радиоантенн

В телекоммуникации, а плоскость земли представляет собой плоскую или почти плоскую горизонтальную проводящую поверхность, которая служит частью антенна, чтобы отразить радиоволны от других антенных элементов. Самолет не обязательно должен быть подключен к земля.^{[требуется разъяснение ]} Форма и размер плоскости заземления играют важную роль в определении ее характеристик излучения, включая коэффициент усиления.

Для монопольной антенны Земля действует как земля, отражая радиоволны, направленные вниз, создавая впечатление, что они исходят от антенна изображения.

Для работы в качестве заземляющего слоя проводящая поверхность должна составлять не менее четверти длина волны (λ/ 4) радиоволн диаметром. В нижнем частота антенны, такие как мачтовые радиаторы Используемая для вещательных антенн, сама Земля (или водоем, например солончак или океан) используется в качестве плоскости земли. Для высокочастотных антенн в УКВ или же УВЧ Диапазон заземления может быть меньше, а в качестве заземляющих поверхностей используются металлические диски, экраны и провода. На верхних частотах диапазонов VHF и UHF металлическая обшивка автомобиля или самолета может служить заземляющим слоем для штыревые антенны проецирование из него. В микрополосковые антенны и напечатал монопольные антенны участок медной фольги на противоположной стороне печатная плата служит заземляющим слоем. Плоскость заземления не обязательно должна быть сплошной поверхностью. в антенна на земле стиль штыревая антенна, «самолет» состоит из нескольких проводов λ/ 4 длинно излучающая от основания четвертьволновая штыревая антенна.

Радиоволны от элемента антенны, которые отражаются от плоскости заземления, по-видимому, исходят от зеркального отражения антенны, расположенной с другой стороны от плоскости заземления. В монопольной антенне диаграмма направленности монополя плюс виртуальный "антенна изображения "сделать так, чтобы он выглядел как двухэлементный дипольная антенна. Таким образом, монополь, установленный на идеальной заземляющей поверхности, имеет диаграмму направленности, идентичную дипольной антенне. Линия питания от передатчика или приемника подключается между нижним концом монопольного элемента и заземляющей пластиной. Заземляющий слой должен иметь хорошую проводимость; любое сопротивление в заземляющем слое последовательно с антенной и служит для рассеивания мощности от передатчика.

Печатные платы

Большие светлые участки на этом печатная плата земля

А плоскость земли на печатная плата (PCB) - это большая площадь или слой медной фольги, подключенный к цепи земля точка, обычно один терминал источник питания. Он служит обратным путем для Текущий из множества различных компонентов.

Заземляющий слой часто делают как можно больше, покрывая большую часть площади печатной платы, которая не занята дорожками цепи. В многослойных печатных платах это часто отдельный слой, покрывающий всю плату. Это упрощает компоновку схемы, позволяя разработчику заземлять любой компонент без необходимости запускать дополнительные трассировки; выводы компонентов, требующие заземления, прокладываются непосредственно через отверстие в плате к заземляющей пластине на другом слое. Большая площадь меди также проводит большие обратные токи от многих компонентов без значительных падений напряжения, гарантируя, что заземление всех компонентов имеет одинаковый опорный потенциал.

В цифровом и радиочастота Печатные платы, основная причина использования больших плоскостей заземления - уменьшить электрический шум и вмешательство через контуры заземления и предотвратить перекрестные помехи между соседними дорожками цепи. Когда цифровые схемы переключаются, большие импульсы тока проходят от активных устройств (транзисторов или интегральных схем) через цепь заземления. Если цепи питания и заземления имеют значительный импеданс, падение напряжения на них может создавать импульсы напряжения шума, которые мешают другим частям цепи (дребезг заземления). Большая проводящая поверхность заземляющего слоя имеет гораздо более низкий импеданс, чем дорожка цепи, поэтому импульсы тока вызывают меньше помех.

Кроме того, заземление под дорожками печатной схемы может уменьшить перекрестные помехи между соседними дорожками. Когда две трассы идут параллельно, электрический сигнал на одной может быть передан на другую через электромагнитная индукция линиями магнитного поля, соединяющими друг друга; это называется перекрестные помехи. Когда под ним присутствует слой заземляющего слоя, он образует линия передачи со следом. Обратно направленные обратные токи протекают через заземляющую поверхность непосредственно под дорожкой. Это ограничивает большую часть электромагнитных полей в области около трассы и, следовательно, снижает перекрестные помехи.

Плоскость питания часто используется в дополнение к заземлению на многослойной печатной плате для распределения мощности постоянного тока между активными устройствами. Две обращенные друг к другу поверхности из меди образуют большую параллельную пластину. развязывающий конденсатор что предотвращает попадание шума из одной цепи в другую через источник питания.

Плоскости заземления иногда разделяются, а затем соединяются тонкой дорожкой. Это позволяет разделить аналоговую и цифровую части платы или входы и выходы усилителей. Тонкий след имеет достаточно низкую сопротивление чтобы обе стороны были очень близки к одному и тому же потенциалу, при этом не позволяя заземляющим токам одной стороны переходить в другую сторону, вызывая контур заземления.

Смотрите также

• Антенна (радио) § Влияние земли
• Список тем электроники
• Силовой самолет
• Микрополоска и Полосковая линия
• Распространение в прямой видимости
• Радиоэлектроника и Распространение радио
• Фрезерование печатных плат
• Медная заливка
• Антенный тюнер
• Экран Солсбери

Рекомендации

• Модель наземной антенны FA-2 из книги ПРАКТИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН АНТЕННЫ второе издание, Филиппинский авторское право, 1990, 1994, Эльпидио К. Латорилья
• Джон Уитмор, наука и электроника> Что такое печатная плата с заземляющим покрытием?. 11 августа 1992 г.
• Любительская четверть волны Калькулятор наземной антенны. Computer Support Group, Inc., 2006 г.
• Что такое наземный самолет? Criterion Cellular, 2006.

Эта статья включаетматериалы общественного достояния от Администрация общих служб документ: «Федеральный стандарт 1037С». (в поддержку MIL-STD-188 )