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。今天上尉Shonway 就给⼤家讲讲各种天线的设计及设计要点。
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
屋面檩条
图2
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
图3
这⾥有六点要注意
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
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
预应力压浆上⾯图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。
b,倒L形PCB板载天线
如下图7所⽰,图8就是倒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9
图10
图11
有些是⼚家⾃⼰通过仿真制作出来的。
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
挡板砖图13
解子征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。
图14
这种天线在PCB设计时要注意的问题
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。
md2.pub图15
>alysa_queen