一文讀懂嵌入式Wi-Fi天線(xiàn)設計對pcb布局布線(xiàn)和結構的要求

　　再來(lái)總結一下空間要求和性能指標：

　　以上就是Wi-Fi 2.4G的天線(xiàn)設計參考啦!

　　天線(xiàn)最終的目的是要將射頻信號輻射到自由空間，這時(shí)天線(xiàn)的設計就顯得非常重要，但是天線(xiàn)設計很大程度上依賴(lài)于所安裝平臺的特性，另外天線(xiàn)對周?chē)h(huán)境很敏感，這些原因導致很多情況下，天線(xiàn)對每個(gè)平臺都是獨一無(wú)二的設計。由于客戶(hù)對天線(xiàn)設計所考慮的因素不太清楚，這里給出一些我們對便攜設備天線(xiàn)設計的一些建議，便于客戶(hù)更好的設計自己的電路和pcb，增加項目成功的機會(huì )。但是每個(gè)項目都有各自的特點(diǎn)，所以還有一些問(wèn)題需要具體問(wèn)題具體分析。

　　Wi-Fi天線(xiàn)對pcb布局布線(xiàn)和結構的要求

　　1.天線(xiàn)的形式及天線(xiàn)位置和饋點(diǎn)尺寸的建議

　　內置天線(xiàn)經(jīng)常采用的幾種形式分別為，分為彈片形式和chip貼片天線(xiàn)和FPC天線(xiàn)。貼片天線(xiàn)的形式是統一規格的，有固定的尺寸，焊盤(pán)的位置和尺寸根據具體規格的天線(xiàn)也是固定的。另外根據特定型號的天線(xiàn)有相關(guān)的天線(xiàn)周?chē)鷥艨盏囊蠛驮O備尺寸的建議等設計指導意見(jiàn)。

　　如果采用彈片形式，我們建議客戶(hù)采用PIFA天線(xiàn)作為Wi-Fi天線(xiàn)的形式，根據我們的經(jīng)驗，PIFA天線(xiàn)成功率和性能都要好一些。天線(xiàn)RF饋電焊盤(pán)應采尺寸為2×3mm，焊盤(pán)含周邊≥0.8mm的面積下pcb所有層面不布銅。如果為PIFA天線(xiàn)，還要加一個(gè)2×3mm的地焊盤(pán)，兩個(gè)焊盤(pán)之間距離為2mm。

　　天線(xiàn)通常的位置都在設備的頂部，pcb頂部開(kāi)始，將此區域內的所有層的地切掉2～3mm，但屬于天線(xiàn)地焊盤(pán)的那層的焊盤(pán)部分要保留。

　　2. 匹配電路布線(xiàn)的建議

　　天線(xiàn)匹配電路的拓撲結構為從天線(xiàn)開(kāi)始四個(gè)件并串并串，到測試口或者Power amplifier。匹配電路下方以及匹配網(wǎng)絡(luò )周?chē)?.5mm區域內不要鋪地。匹配網(wǎng)絡(luò )擺放位置距離饋電焊盤(pán)放較近為好(但不要太近)。

　　3. 從WiFi模塊到天線(xiàn)匹配電路的微帶線(xiàn)

　　從Wi-Fi模塊到天線(xiàn)匹配電路的信號傳輸線(xiàn)為50ohm特性阻抗的微帶線(xiàn)。為了避免在微帶線(xiàn)上的損耗，模塊應該盡可能的靠近天線(xiàn)。微帶線(xiàn)必須根據具體的pcb來(lái)決定尺寸。不允許有交叉的線(xiàn)在微帶線(xiàn)和地之間通過(guò)。

　　4. 其他一些問(wèn)題

　　接地：良好的射頻接地對于手機的無(wú)線(xiàn)性能而言無(wú)疑是相當重要的，須遵循如下幾個(gè)設計原則：

　　盡量使外層區域的地完整，不被分割破壞(非屏蔽罩之內的部分)，這個(gè)對于天線(xiàn)附近的區域尤為重要。天線(xiàn)電流必須與噪聲電流隔離，如果天線(xiàn)附近的接地區域被破壞成不完整的，必須在其下面相關(guān)區域產(chǎn)生一塊填充地平面，并用地過(guò)孔加以縫合，使之成為完整的地。此區域走線(xiàn)須得保證天線(xiàn)電流只流過(guò)表層平面，且須限制噪聲電流流進(jìn)里面的完整地平面。

　　在使用預先生產(chǎn)天線(xiàn)時(shí)，需要注意的是其特性取決于所連接的地平面。僅當接地平面的尺寸及形狀均與制造商的評估板一致時(shí)，方可達到制造商所標明的規格。在其它情況下，用戶(hù)需要在實(shí)際應用條件下測定預先生產(chǎn)的天線(xiàn)的阻抗，并匹配至所需的特征阻抗。

　　5. 設備外殼金屬成分的使用問(wèn)題

　　不要在外殼表面使用具有金屬成分的噴涂或者鍍層，金屬鍍層不能實(shí)現可靠的接地，會(huì )對天線(xiàn)性能有很大影響。

　　不要在天線(xiàn)附近使用金屬裝飾物。

　　6. 純金屬結構件的使用

　　采用全金屬結構的部件時(shí)(例如前面板或者后面板)，請對所使用的部件預留多個(gè)接地點(diǎn)，具體的接地點(diǎn)位置的確定由天線(xiàn)設計公司來(lái)確定。

　　天線(xiàn)輻射區域上方不能有任何接地或者不接地的金屬裝飾物，包括電鍍和鍍金。

　　7. 給天線(xiàn)預留安裝位置的考慮

　　天線(xiàn)的安裝要遠離金屬物體，天線(xiàn)需要足夠的空間來(lái)展開(kāi)，如果采用chip天線(xiàn)，那么需要按照應用指南的要求，給出足夠的凈空區域和相應尺寸的地。

　　如果采用彈片方式的天線(xiàn)，應該為天線(xiàn)設計支架，天線(xiàn)固定在支架上，而支架和pcb再進(jìn)行固定;或者不用支架，天線(xiàn)固定在外殼上面。

　　在進(jìn)行結構設計時(shí)要考慮給出天線(xiàn)安裝的空間和位置，并考慮在支架或者要安裝天線(xiàn)的外殼上增加熱熔柱來(lái)固定天線(xiàn)。

　　8.其他模塊和天線(xiàn)相對位置布局的考慮

　　對于speaker，camera，vibrator，LCD，電池等部件和天線(xiàn)的相對位置，這里有一些通常的建議：

　　天線(xiàn)要遠離camera和flexible pcb;

　　天線(xiàn)距離電池至少要有5mm以上的距離;

　　Vibrator要遠離天線(xiàn);

　　天線(xiàn)到屏蔽罩的距離最小為2-4mm(會(huì )引起寄生效應);

　　射頻開(kāi)關(guān)和放大器或者雙工器要盡可能靠近匹配電路區域。