2.4G與433MHZ PCB 天線(xiàn)設計指南

一、印制板天線(xiàn)設計

2.4G的印制版天線(xiàn)主要有兩種結構，PIFA天線(xiàn)和單級天線(xiàn)。PIFA天線(xiàn)的天線(xiàn)饋電點(diǎn)和地點(diǎn)是連接到一起的，天線(xiàn)和地之間形成一個(gè)電容效應，就是信號通過(guò)天線(xiàn)（等效 為電感）升壓到等效電容上，通過(guò)電容再把能量輻射 去。單級天線(xiàn)是采用1/4波長(cháng)原 理，其中一個(gè)饋點(diǎn)是螺旋或者單桿，另外一極是地。兩種天線(xiàn)的場(chǎng)結構簡(jiǎn)單，可以簡(jiǎn)單 等效為一個(gè)LC諧振回路，其中C特別小，一個(gè)一個(gè)的諧振回路耦合上去，最后電磁場(chǎng)釋放到外部。

PIFA天線(xiàn)的電容相對于單級天線(xiàn)來(lái)說(shuō)大很多，也就是說(shuō)能量在諧振腔中更多，外界不容易干擾，也很難改變PIFA天線(xiàn)的阻抗，所以穩定性比單級天線(xiàn)強；但也因為他的電容太大，導致外界的相同的能量進(jìn)入，在PIFA天線(xiàn)上產(chǎn)生的電壓變化，遠遠不如單級天線(xiàn)打。所以效率和靈敏度低于單級天線(xiàn)。
一般，可以選用外置的鞭狀單級天線(xiàn)，外置的鞭狀單級天線(xiàn)通信距離較遠，不過(guò)每套需要單獨調試；也可以選用貼片天線(xiàn)芯片，天線(xiàn)芯片占用PCB尺寸小，不過(guò)價(jià)格較高。
實(shí)際應用中，考慮到成本和批量生產(chǎn)穩定性等因素，印制板天線(xiàn)因其成本低、設計得當能或得足夠性能，成為很多無(wú)線(xiàn)應用的首選。本文推薦了三款印制板天線(xiàn)，分別 可以應用到Dongle端的小尺寸PIFA天線(xiàn)，應用到無(wú)線(xiàn)鼠標板的單級天線(xiàn)和應用到遙控器控制板的中尺寸PIFA天線(xiàn)，這些天線(xiàn)都有對應仿真和驗證結果。如果需要參考對應天線(xiàn)，必須嚴格按照文檔給的天線(xiàn)形狀進(jìn)行設計。

二、藍牙天線(xiàn)設計

目前最常見(jiàn)的藍牙天線(xiàn)有偶極天線(xiàn)（dipole antenna）,倒 F 型天線(xiàn)（planar invertedF anternna）、曲流線(xiàn)型天線(xiàn)（meander line antenna）、微小型陶瓷天線(xiàn)（ceramicantenna）、液晶聚合體天線(xiàn)（lcp）和棒狀天線(xiàn)（2.4G 頻率專(zhuān)用）等。由于這些具有近似全向性的 輻射場(chǎng)型以及結構簡(jiǎn)單、制作成本低的優(yōu)點(diǎn)，所以非常適合嵌入藍牙技術(shù)裝置使用。文檔內主要介紹 4 種天線(xiàn)的設計方法。
倒 F 型天線(xiàn)
曲流型天線(xiàn)
陶瓷天線(xiàn)
2.4G 棒狀天線(xiàn)

三、433MHZ 天線(xiàn)設計

■ 天線(xiàn)需要嚴格按照我們提供的參考設計
■ 周?chē)耐鈿げ荒苁敲芊饨饘贇んw,靠近天線(xiàn)部分需要是塑料材質(zhì)(也不能有含金屬顆粒涂料的噴涂)
■ 天線(xiàn)要遠離輸 級(特別當輸級為 classD 時(shí)更要注意)和揚聲器的磁鋼(如果近距離有揚聲器,盡可能使用防磁揚聲器).
■ 天線(xiàn)距離其他導體的距離至少要大于 15mm,并盡量靠近外殼
■ RF 部分的走線(xiàn)要有完整的參考地,并按照 50 歐姆走線(xiàn)
■ 可以考慮使用 RF 電纜引 ,使用專(zhuān)用的 PCB 放置天線(xiàn)
■ 天線(xiàn)和音頻前級以及 MIC 的走線(xiàn)要盡可能遠離,防止 RF 干擾音頻
■ 音頻的差分走線(xiàn)要盡可能平行等長(cháng),兩線(xiàn)中間不要放置地線(xiàn).
■ 射頻走線(xiàn)不能從模組下穿過(guò),因為模組的 bottom 一般是一個(gè) gnd 層,如果射頻線(xiàn)走主的top 層, 又從模組下走,那么與模組 bottom 的 gnd 距離很近,對信號影響很大.另外 RF 走線(xiàn)過(guò)孔也對信號有影響，要盡量避免。
■ 天線(xiàn)區域不能有元器件或者其他走線(xiàn)。
■ S 型天線(xiàn)走線(xiàn)，線(xiàn)間距為線(xiàn)寬的 3 倍（比如線(xiàn)寬為 W=0.8mm 間距為 2.4mm）

芯嶺技術(shù)專(zhuān)注于短距離無(wú)線(xiàn)通信，提供無(wú)線(xiàn)芯片、模組、軟件技術(shù)等解決方案，包括：Wi-Fi、藍牙、 2.4G、433MHz、Zigbee等物聯(lián)網(wǎng)方案。2.4G與433MHZ PCB 天線(xiàn)設計指南詳細文檔去我們官網(wǎng)上下載。