天線是各種智能設(shè)備都需要的重要部件，所有需要用到無(wú)線的設(shè)備都需要用到它?，F(xiàn)在是無(wú)線時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)路由器都是無(wú)線WIFI，電腦，手機(jī)連網(wǎng)絡(luò)再也不用網(wǎng)線連接了，還有藍(lán)牙耳機(jī)，藍(lán)牙鼠標(biāo)，藍(lán)牙鍵盤(pán)等等不再有電線了，這個(gè)天線的性能就至關(guān)重要了。

一般天線的選擇有一些因素，除了考慮性能還要考慮成本，所以在選擇天線的時(shí)候，需要綜合考慮。今天上尉Shonway就給大家講講各種天線的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

第一種、PCB板載天線

這種天線成本低，但性能會(huì)稍微差一點(diǎn)。PCB板載天線也有幾種形式。

a,平面倒F型天線，英文縮寫(xiě)即PIFA

如下圖所示就是倒F的PCB板載天線

圖1

圖2

下面這個(gè)是上面平面倒F的PCB板載天線的變種，由于空間不夠，扭曲一下。

此倒F天線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)線都不能看成是簡(jiǎn)單的導(dǎo)線，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天線的PCB設(shè)計(jì)。如下圖所示

圖3

這里有六點(diǎn)要注意

1、這個(gè)倒F天線，不是隨便畫(huà)的，網(wǎng)上有專門(mén)的這種天線的庫(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用的天線了。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，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、天線這里所有層銅箔必須凈空。

6、天線必須放在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)上的天線叫平面倒F天線，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)中的天線采用的是平面結(jié)構(gòu)，這個(gè)倒F天線就比PCB板載天線性能就會(huì)好很多，這樣空間又比較少，成本又低，對(duì)于手機(jī)天線是最好的選擇。

實(shí)際的天線如下圖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。

圖6

上圖就是不同手機(jī)天線。他們的原理都是平面倒F天線，是不是長(zhǎng)知識(shí)了，記得點(diǎn)贊。

b，倒L形PCB板載天線

如下圖7所示，圖8就是倒L形天線的變種，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型天線沒(méi)有倒F型天線效果好一點(diǎn)，因?yàn)榈笷天線有一個(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，主要是上面兩種，還有一些如下面的圖所示

圖9

圖10

圖11

有些是廠家自己通過(guò)仿真制作出來(lái)的。

第二種、貼片陶瓷天線

這種天線做成了貼片元件，如下圖所示

圖12

這種天線一端是接RF，一端是接地。陶瓷天線原理，就是通過(guò)一根叫做“天線”的電極將天線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最好的布局布線方式就是以下方式

圖13

把陶瓷貼片天線放板邊，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

此種天線如下圖14所示，這種天線效果最好，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。

圖14

這種天線在PCB設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問(wèn)題

1、如果RF引線短，RF信號(hào)線下面所有層都要凈空，如圖15所示，如果引出線比較長(zhǎng)，那還要控制一下這根引出線的阻抗，多層板的話，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)牙天線設(shè)計(jì)之倒F型天線：

倒F型天線的天線體可以為線狀或者片狀，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)牙天線尺寸。作為板載天線的一種，倒F型天線設(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。天線一般放置在PCB頂層，鋪地一般放在頂層并位于天線附近，但天線周?chē)鷦?wù)必不能放置地，周?chē)鷳?yīng)是凈空區(qū)。如下圖：

圖17：倒F型天線設(shè)計(jì)示意圖

藍(lán)牙天線設(shè)計(jì)之曲流型天線設(shè)計(jì)：

曲流型天線的長(zhǎng)度比較難確定。長(zhǎng)度一般比四分之一波長(zhǎng)稍長(zhǎng)，其長(zhǎng)度由其幾何拓?fù)淇臻g及敷地區(qū)決定。曲流型天線一般是PCB封裝，即板載天線。和倒F型一樣，天線一般放置在PCB頂層，鋪地一般放在頂層并位于天線附近，但天線周?chē)鷦?wù)必不能放置地，周?chē)鷳?yīng)是凈空區(qū)。如圖18，圖19：

圖18：曲流型天線設(shè)計(jì)示意圖1

圖19：曲流型天線設(shè)計(jì)示意圖2

注：天線長(zhǎng)度計(jì)算公式：

天線的長(zhǎng)度（米）=（300/f）*0.25*0.96其中f表示頻率（MHz），0.96為波長(zhǎng)縮短率藍(lán)牙天線長(zhǎng)度約為300/2.4G*0.25*0.96 大約為31mm

藍(lán)牙天線設(shè)計(jì)之陶瓷天線設(shè)計(jì)：

陶瓷天線是另外一種適合于藍(lán)牙裝置使用的小型化天線。陶瓷天線的種類(lèi)分為塊狀陶瓷天線和多層陶瓷天線。由于陶瓷本身介電常數(shù)較PCB電路板高，所以使用陶瓷天線能有效縮小天線尺寸，在介電損耗方面，陶瓷介質(zhì)也比PCB電路板的介電損失小，所以非常適合低耗電率的的藍(lán)牙模塊中使用。在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，天線周?chē)獌艨站涂梢粤?，特別注意不能敷銅。如下圖：

圖20：陶瓷天線設(shè)計(jì)示意圖

藍(lán)牙天線設(shè)計(jì)之2.4G棒狀天線設(shè)計(jì)：

2.4G棒狀藍(lán)牙天線體積大，但傳輸距離要強(qiáng)于其他天線。在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，天線周?chē)埠蜕鲜龅娜N天線設(shè)計(jì)一樣要凈空。如下圖：

圖20：2.4G棒狀天線設(shè)計(jì)示意圖

關(guān)于藍(lán)牙天線設(shè)計(jì)的其它相關(guān)注意點(diǎn)：

1）天線的信號(hào)（頻率大于400MHz以上）容易受到衰減，因此天線與附近的地的距離至少要大于三倍的線寬。2）對(duì)于微帶線與帶狀線來(lái)說(shuō)，特征阻抗與板層的厚度、線寬、過(guò)孔以及板材的介電常數(shù)相關(guān)。3）過(guò)孔會(huì)產(chǎn)生寄生電感，高頻信號(hào)對(duì)此會(huì)產(chǎn)生非常大的衰減，所以走射頻線的時(shí)候盡量不要有過(guò)孔。