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各种PCB板载天线以及PCB设计要点--飞宇信
发布时间：
2019-08-16 17:27
天线是各种智能设备都需要的重要部件，所有需要用到无线的设备都需要用到它。现在是无线时代，网络路由器都是无线WIFI，电脑，手机连网络再也不用网线连接了，还有蓝牙耳机，蓝牙鼠标，蓝牙键盘等等不再有电线了，这个天线的性能就至关重要了。
一般天线的选择有一些因素，除了考虑性能还要考虑成本，所以在选择天线的时候，需要综合考虑。今天上给大家讲讲各种天线的设计及设计要点。天线一般有以下几种：
第一种、PCB板载天线
这种天线成本低，但性能会稍微差一点。PCB板载天线也有几种形式。a,平面倒F型天线，英文缩写即PIFA如下图所示就是倒F的PCB板载天线
图1
下面这个是上面平面倒F的PCB板载天线的变种，由于空间不够，扭曲一下。此倒F天线PCB设计都有哪些需要注意的问题？我们首先要知道这个射频知识，Shonway以前出过一篇文章，对于射频，任何铜箔，导线都不能看成是简单的导线，他是由很多阻容电路组成的一种等效电路，你看到短路的，对于射频就不是短路。以这个思路我们看看这个倒F天线的PCB设计。如下图所示：
图3
六点要注意
1、这个倒F天线，不是随便画的，网上有专门的这种天线的库，拿过来，按要求放上去就好。如果空间不够，那就是自己通过仿真自己制作了自己专用的天线了。原创今日头条：卧龙会IT技术
2、RF馈点这里引出来的线阻抗必须做到50ohm
3、接地馈点必须接地牢靠
4、地平面必须要多打地过孔，如上图所示，这个过孔间距多少合适的话，我们以前一篇卧龙会布布熊老师写过一篇文章，大家找一下可以看看
5、天线这里所有层铜箔必须净空。
6、天线必须放在PCB板的角落里，最好三面都是空的，如图2所示，上面三面都是空的手机上的天线叫平面倒F天线，原理上是用一个平面接上一个接地平面馈点，与RF馈点组成，如下图4所示：
图4
上面图4从左下方RF馈点这个箭头看过去，就是一个倒F。同样是倒F结构，但手机中的天线采用的是平面结构，这个倒F天线就比PCB板载天线性能就会好很多，这样空间又比较少，成本又低，对于手机天线是最好的选择。实际的天线如下图5所示：
图5
实际上这个平面对于不同手机有很多种形状，原理就是平面倒F结构，在这个平面上一个是接RF，一个是接地馈点就组成了平面倒F天线。
图6
上图就是不同手机天线。他们的原理都是平面倒F天线，是不是长知识了，记得点赞倒L形PCB板载天线如下图7所示，是倒L形天线的变种，也是因空间不够，扭曲一下，以匹配频率。
图7
图8
此倒L形的需要注意的问题跟前面的差不多不再说明，倒L型天线没有倒F型天线效果好一点，因为倒F天线有一个接地馈点，能有效调节频点。市面上有不少PCB板载天线，主要是上面两种，还有一些如下面的图所示：
图9
图10
第二种、贴片陶瓷天线
这种天线做成了贴片元件，如下图所示：
图12
这种天线一端是接RF，一端是接地。陶瓷天线原理，就是通过一根叫做“天线”的电极将天线与地之间形成的高频电场变成电磁波，从而能发射出去并传波到远方。PCB最好的布局布线方式就是以下方式。
图13
把陶瓷贴片天线放板边，一边接地，一边连RF信号，下面所有层铜箔都掏空（白色框所示区域）这样四个方向，至少2个方向都是空的，对天线的效果很好，不要忘记接地铜箔都要打上接地过孔，打多一点。
第三种、棒状天线
此种天线如下图14所示，这种天线效果最好，它是置身于空间，辐射效果最好，但成本也是贵一点，占用的空间也大，这只能是露在机壳外面。
1、如果RF引线短，RF信号线下面所有层都要净空，如图15所示，如果引出线比较长，那还要控制一下这根引出线的阻抗，多层板的话，需要把他下面的第二层净空，其它层铺完整铜，然后隔层参考地做阻抗，（为什么要隔层参考，大家评论区发表一下意见）阻抗控制在50ohm.如图16所示。
2、附近的接地铜箔必须接地牢靠，也就是要多打地孔。
图15
图16
蓝牙天线设计之倒F型天线：倒F型天线的天线体可以为线状或者片状，当使用介电常数较高的绝缘材料时还可以缩小蓝牙天线尺寸。作为板载天线的一种，倒F型天线设计成本低但增加了一定体积，在实际应用中是最常见的一种。天线一般放置在PCB顶层，铺地一般放在顶层并位于天线附近，但天线周围务必不能放置地，周围应是净空区。
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