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本帖最后由 xinlinggo 于 2022-11-18 13:44 编辑
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2.4G的印制版天线主要有两种结构，PIFA天线和单级天线。PIFA天线的天线馈电点和地点是连接到一起的，天线和地之间形成一个电容效应，就是信号通过天线（等效 为电感）升压到等效电容上，通过电容再把能量辐射 去。单级天线是采用1/4波长原 理，其中一个馈点是螺旋或者单杆，另外一极是地。两种天线的场结构简单，可以简单 等效为一个LC谐振回路，其中C特别小，一个一个的谐振回路耦合上去，最后电磁场释放到外部。 PIFA天线的电容相对于单级天线来说大很多，也就是说能量在谐振腔中更多，外界不容易干扰，也很难改变PIFA天线的阻抗，所以稳定性比单级天线强；但也因为他的电容太大，导致外界的相同的能量进入，在PIFA天线上产生的电压变化，远远不如单级天线打。所以效率和灵敏度低于单级天线。% e' e9 w8 B7 V% J7 ?. c% X# E
一般，可以选用外置的鞭状单级天线，外置的鞭状单级天线通信距离较远，不过每套需要单独调试；也可以选用贴片天线芯片，天线芯片占用PCB尺寸小，不过价格较高。
, V" w2 g" l& c实际应用中，考虑到成本和批量生产稳定性等因素，印制板天线因其成本低、设计得当能或得足够性能，成为很多无线应用的首选。本文推荐了三款印制板天线，分别 可以应用到Dongle端的小尺寸PIFA天线，应用到无线鼠标板的单级天线和应用到遥控器控制板的中尺寸PIFA天线，这些天线都有对应仿真和验证结果。如果需要参考对应天线，必须严格按照文档给的天线形状进行设计。( e' G2 T3 O7 y8 _" C/ g& z# B/ x
* t y4 G# z6 L; l二、蓝牙天线设计. g. f/ T: G; A! _" \8 v: }" D, X
目前最常见的蓝牙天线有偶极天线（dipole antenna）,倒 F 型天线（planar invertedF anternna）、曲流线型天线（meander line antenna）、微小型陶瓷天线（ceramicantenna）、液晶聚合体天线（lcp）和棒状天线（2.4G 频率专用）等。由于这些具有近似全向性的 辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点，所以非常适合嵌入蓝牙技术装置使用。文档内主要介绍 4 种天线的设计方法。
3 w, w$ v( P# c% B+ X: C! y ^倒 F 型天线
6 t n& U- I7 T, K2 P1 j3 k曲流型天线( Y! Y @/ g& } @ J7 K8 Q
陶瓷天线4 n( x Y- q; H
2.4G 棒状天线3 f% j5 C! P+ r1 B9 |
, b. j1 D6 G, F% u6 \6 e 三、433MHZ 天线设计 ■ 天线需要严格按照我们提供的参考设计
1 _8 L7 R+ {: o, [9 I■ 周围的外壳不能是密封金属壳体,靠近天线部分需要是塑料材质(也不能有含金属颗粒涂料的喷涂)7 x S, p/ y2 J! n, t! h. o
■ 天线要远离输 级(特别当输 级为 classD 时更要注意)和扬声器的磁钢(如果近距离有扬声器,尽可能使用防磁扬声器).
7 ]# ], t2 ]: L* J9 }2 W■ 天线距离其他导体的距离至少要大于 15mm,并尽量靠近外壳' L7 d; [) O0 Z9 h, V/ C
■ RF 部分的走线要有完整的参考地,并按照 50 欧姆走线0 i, w1 h3 g5 b; Z0 F! ^
■ 可以考虑使用 RF 电缆引 ,使用专用的 PCB 放置天线
) j2 C) P! E" D, E( y# _& U5 h( `9 l■ 天线和音频前级以及 MIC 的走线要尽可能远离,防止 RF 干扰音频$ L% l2 E3 @- Y5 z; U; }/ w
■ 音频的差分走线要尽可能平行等长,两线中间不要放置地线.
5 [2 h+ D* P8 T8 J3 a- y1 }* }■ 射频走线不能从模组下穿过,因为模组的 bottom 一般是一个 gnd 层,如果射频线走主的top 层, 又从模组下走,那么与模组 bottom 的 gnd 距离很近,对信号影响很大.另外 RF 走线过孔也对信号有影响，要尽量避免。) [% b2 o4 S+ N
■ 天线区域不能有元器件或者其他走线。/ Z) J% W/ x6 Q- r
■ S 型天线走线，线间距为线宽的 3 倍（比如线宽为 W=0.8mm 间距为 2.4mm）4 w- s6 f6 F3 E+ N+ H9 O
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发表于 2022-11-17 13:27
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