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各種PCB板載天線以及PCB設(shè)計要點(diǎn)--飛宇信
發(fā)布時間：
2019-08-16 17:27
天線是各種智能設(shè)備都需要的重要部件，所有需要用到無線的設(shè)備都需要用到它?，F(xiàn)在是無線時代，網(wǎng)絡(luò)路由器都是無線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)牙鍵盤等等不再有電線了，這個天線的性能就至關(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候，需要綜合考慮。今天上給大家講講各種天線的設(shè)計及設(shè)計要點(diǎn)。天線一般有以下幾種：
第一種、PCB板載天線
這種天線成本低，但性能會稍微差一點(diǎn)。PCB板載天線也有幾種形式。a,平面倒F型天線，英文縮寫即PIFA如下圖所示就是倒F的PCB板載天線
圖1
下面這個是上面平面倒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)計都有哪些需要注意的問題？我們首先要知道這個射頻知識，Shonway以前出過一篇文章，對于射頻，任何銅箔，導(dǎo)線都不能看成是簡單的導(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，對于射頻就不是短路。以這個思路我們看看這個倒F天線的PCB設(shè)計。如下圖所示：
圖3
六點(diǎn)要注意
1、這個倒F天線，不是隨便畫的，網(wǎng)上有專門的這種天線的庫，拿過來，按要求放上去就好。如果空間不夠，那就是自己通過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IT技術(shù)
2、RF饋點(diǎn)這里引出來的線阻抗必須做到50ohm
3、接地饋點(diǎn)必須接地牢靠
4、地平面必須要多打地過孔，如上圖所示，這個過孔間距多少合適的話，我們以前一篇臥龍會布布熊老師寫過一篇文章，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，原理上是用一個平面接上一個接地平面饋點(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)這個箭頭看過去，就是一個倒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)，這個倒F天線就比PCB板載天線性能就會好很多，這樣空間又比較少，成本又低，對于手機(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)際上這個平面對于不同手機(jī)有很多種形狀，原理就是平面倒F結(jié)構(gòu)，在這個平面上一個是接RF，一個是接地饋點(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，是不是長知識了，記得點(diǎn)贊倒L形PCB板載天線如下圖7所示，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形的需要注意的問題跟前面的差不多不再說明，倒L型天線沒有倒F型天線效果好一點(diǎn)，因?yàn)榈笷天線有一個接地饋點(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
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，就是通過一根叫做“天線”的電極將天線與地之間形成的高頻電場變成電磁波，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，下面所有層銅箔都掏空（白色框所示區(qū)域）這樣四個方向，至少2個方向都是空的，對天線的效果很好，不要忘記接地銅箔都要打上接地過孔，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。
1、如果RF引線短，RF信號線下面所有層都要凈空，如圖15所示，如果引出線比較長，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，大家評論區(qū)發(fā)表一下意見）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)計成本低但增加了一定體積，在實(shí)際應(yīng)用中是最常見的一種。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，但天線周圍務(wù)必不能放置地，周圍應(yīng)是凈空區(qū)。
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天線的極化，就是指天線輻射時形成的電場強(qiáng)度方向。極化波當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時，此電波就稱為垂直極化波;當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時，此電波就稱為水平極化波。
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