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各種PCB板載天線(xiàn)以及PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)--飛宇信
發(fā)布時(shí)間：
2019-08-16 17:27
天線(xiàn)是各種智能設(shè)備都需要的重要部件，所有需要用到無(wú)線(xiàn)的設(shè)備都需要用到它。現(xiàn)在是無(wú)線(xiàn)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)路由器都是無(wú)線(xiàn)WIFI，電腦，手機(jī)連網(wǎng)絡(luò)再也不用網(wǎng)線(xiàn)連接了，還有藍(lán)牙耳機(jī)，藍(lán)牙鼠標(biāo)，藍(lán)牙鍵盤(pán)等等不再有電線(xiàn)了，這個(gè)天線(xiàn)的性能就至關(guān)重要了。
一般天線(xiàn)的選擇有一些因素，除了考慮性能還要考慮成本，所以在選擇天線(xiàn)的時(shí)候，需要綜合考慮。今天上給大家講講各種天線(xiàn)的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。天線(xiàn)一般有以下幾種：
第一種、PCB板載天線(xiàn)
這種天線(xiàn)成本低，但性能會(huì)稍微差一點(diǎn)。PCB板載天線(xiàn)也有幾種形式。a,平面倒F型天線(xiàn)，英文縮寫(xiě)即PIFA如下圖所示就是倒F的PCB板載天線(xiàn)
圖1
下面這個(gè)是上面平面倒F的PCB板載天線(xiàn)的變種，由于空間不夠，扭曲一下。此倒F天線(xiàn)PCB設(shè)計(jì)都有哪些需要注意的問(wèn)題？我們首先要知道這個(gè)射頻知識(shí)，Shonway以前出過(guò)一篇文章，對(duì)于射頻，任何銅箔，導(dǎo)線(xiàn)都不能看成是簡(jiǎn)單的導(dǎo)線(xiàn)，他是由很多阻容電路組成的一種等效電路，你看到短路的，對(duì)于射頻就不是短路。以這個(gè)思路我們看看這個(gè)倒F天線(xiàn)的PCB設(shè)計(jì)。如下圖所示：
圖3
六點(diǎn)要注意
1、這個(gè)倒F天線(xiàn)，不是隨便畫(huà)的，網(wǎng)上有專(zhuān)門(mén)的這種天線(xiàn)的庫(kù)，拿過(guò)來(lái)，按要求放上去就好。如果空間不夠，那就是自己通過(guò)仿真自己制作了自己專(zhuān)用的天線(xiàn)了。原創(chuàng)今日頭條：臥龍會(huì)IT技術(shù)
2、RF饋點(diǎn)這里引出來(lái)的線(xiàn)阻抗必須做到50ohm
3、接地饋點(diǎn)必須接地牢靠
4、地平面必須要多打地過(guò)孔，如上圖所示，這個(gè)過(guò)孔間距多少合適的話(huà)，我們以前一篇臥龍會(huì)布布熊老師寫(xiě)過(guò)一篇文章，大家找一下可以看看
5、天線(xiàn)這里所有層銅箔必須凈空。
6、天線(xiàn)必須放在PCB板的角落里，最好三面都是空的，如圖2所示，上面三面都是空的手機(jī)上的天線(xiàn)叫平面倒F天線(xiàn)，原理上是用一個(gè)平面接上一個(gè)接地平面饋點(diǎn)，與RF饋點(diǎn)組成，如下圖4所示：
圖4
上面圖4從左下方RF饋點(diǎn)這個(gè)箭頭看過(guò)去，就是一個(gè)倒F。同樣是倒F結(jié)構(gòu)，但手機(jī)中的天線(xiàn)采用的是平面結(jié)構(gòu)，這個(gè)倒F天線(xiàn)就比PCB板載天線(xiàn)性能就會(huì)好很多，這樣空間又比較少，成本又低，對(duì)于手機(jī)天線(xiàn)是最好的選擇。實(shí)際的天線(xiàn)如下圖5所示：
圖5
實(shí)際上這個(gè)平面對(duì)于不同手機(jī)有很多種形狀，原理就是平面倒F結(jié)構(gòu)，在這個(gè)平面上一個(gè)是接RF，一個(gè)是接地饋點(diǎn)就組成了平面倒F天線(xiàn)。
圖6
上圖就是不同手機(jī)天線(xiàn)。他們的原理都是平面倒F天線(xiàn)，是不是長(zhǎng)知識(shí)了，記得點(diǎn)贊倒L形PCB板載天線(xiàn)如下圖7所示，是倒L形天線(xiàn)的變種，也是因空間不夠，扭曲一下，以匹配頻率。
圖7
圖8
此倒L形的需要注意的問(wèn)題跟前面的差不多不再說(shuō)明，倒L型天線(xiàn)沒(méi)有倒F型天線(xiàn)效果好一點(diǎn)，因?yàn)榈笷天線(xiàn)有一個(gè)接地饋點(diǎn)，能有效調(diào)節(jié)頻點(diǎn)。市面上有不少PCB板載天線(xiàn)，主要是上面兩種，還有一些如下面的圖所示：
圖9
圖10
第二種、貼片陶瓷天線(xiàn)
這種天線(xiàn)做成了貼片元件，如下圖所示：
圖12
這種天線(xiàn)一端是接RF，一端是接地。陶瓷天線(xiàn)原理，就是通過(guò)一根叫做“天線(xiàn)”的電極將天線(xiàn)與地之間形成的高頻電場(chǎng)變成電磁波，從而能發(fā)射出去并傳波到遠(yuǎn)方。PCB最好的布局布線(xiàn)方式就是以下方式。
圖13
把陶瓷貼片天線(xiàn)放板邊，一邊接地，一邊連RF信號(hào)，下面所有層銅箔都掏空（白色框所示區(qū)域）這樣四個(gè)方向，至少2個(gè)方向都是空的，對(duì)天線(xiàn)的效果很好，不要忘記接地銅箔都要打上接地過(guò)孔，打多一點(diǎn)。
第三種、棒狀天線(xiàn)
此種天線(xiàn)如下圖14所示，這種天線(xiàn)效果最好，它是置身于空間，輻射效果最好，但成本也是貴一點(diǎn)，占用的空間也大，這只能是露在機(jī)殼外面。
1、如果RF引線(xiàn)短，RF信號(hào)線(xiàn)下面所有層都要凈空，如圖15所示，如果引出線(xiàn)比較長(zhǎng)，那還要控制一下這根引出線(xiàn)的阻抗，多層板的話(huà)，需要把他下面的第二層凈空，其它層鋪完整銅，然后隔層參考地做阻抗，（為什么要隔層參考，大家評(píng)論區(qū)發(fā)表一下意見(jiàn)）阻抗控制在50ohm.如圖16所示。
2、附近的接地銅箔必須接地牢靠，也就是要多打地孔。
圖15
圖16
藍(lán)牙天線(xiàn)設(shè)計(jì)之倒F型天線(xiàn)：倒F型天線(xiàn)的天線(xiàn)體可以為線(xiàn)狀或者片狀，當(dāng)使用介電常數(shù)較高的絕緣材料時(shí)還可以縮小藍(lán)牙天線(xiàn)尺寸。作為板載天線(xiàn)的一種，倒F型天線(xiàn)設(shè)計(jì)成本低但增加了一定體積，在實(shí)際應(yīng)用中是最常見(jiàn)的一種。天線(xiàn)一般放置在PCB頂層，鋪地一般放在頂層并位于天線(xiàn)附近，但天線(xiàn)周?chē)鷦?wù)必不能放置地，周?chē)鷳?yīng)是凈空區(qū)。
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首先，我們要確定一點(diǎn)，產(chǎn)品是根據(jù)消費(fèi)者需求去設(shè)計(jì)制造，那么需求有了，就需要我們實(shí)現(xiàn)功能。一個(gè)好的物聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、工業(yè)用智能終端產(chǎn)品，都要實(shí)現(xiàn)好的用戶(hù)體驗(yàn)。
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