在萬(wàn)物互聯的大趨勢下(xià),無線通信(xìn)模塊成為了各類電子設(shè)備中不可或缺的一(yī)部(bù)分,而模塊的通信質量很大程度上取決於天線設計是否合理。陝西亚洲AV无码蜜桃通信設備工程有限公司介紹了如何選擇合(hé)適的天線並發揮出天線.佳的性能。
隨著技術的進步,為了節省研發周期,不少廠商都推出各種各樣的成品天線。然(rán)而如果工程師(shī)選擇不當,不(bú)僅起(qǐ)不到應有的效果,反而會浪費很多時間與成本在排查(chá)調試上,得不償失。本文將介紹常用的幾種天(tiān)線並結合在工程中的實際使用經驗給出(chū)設計建議,以供大家(jiā)參考。
接下來為大家介紹常用的(de)天線種類:
1、板載PCB式天線:采用PCB蝕刻而成,成本低,但是性能(néng)有限(xiàn),可調性好,可大批量用於藍牙、WiFi無線通信模塊。
2、SMT貼片式:常用的有陶瓷天線,占用麵積少(shǎo),集成度高,容易更換,適用於對空間(jiān)要求小的產品,但是該類(lèi)型天線價格稍貴且帶寬偏(piān)小(xiǎo)。
3、外置棒狀(zhuàng)天線:性能好,無需調試,方便更換(huàn),增益高,適(shì)用於(yú)各種終端設(shè)備。
4、FPC天線:通過饋線連接,安裝自由,增益(yì)高,通常可以使用背膠貼在機器非金屬外殼上,適用於性能要求高且外殼空間充足的(de)產品上。
天線的作用是將射頻信號輻射到自由空(kōng)間,這時候選擇(zé)合適的天線對(duì)於傳輸距離就有很大(dà)的影響。天線對周圍環境很敏感,很多情況(kuàng)下會出現(xiàn)即使選擇(zé)了合適(shì)的天線,也達不到預期的效果。由於有些客戶對天(tiān)線設計需要考慮的(de)因素不清楚,這裏我們給出在實際(jì)工程設計中的一些經驗,便於客戶更好地設計出自己的電路與PCB,增加項目的成(chéng)功機會(huì)。
一、匹配電路設(shè)計
在原理圖設計時(shí),需要在天線與模塊射頻輸出管腳預留(liú)一個π型網絡。天線的阻抗受PCB的鋪地、天線的安裝以及周(zhōu)圍的金屬等因素影響,預留這個網(wǎng)絡是為了在天線嚴重偏離50歐姆(mǔ)阻抗時,將其匹配至50歐姆。
X1,X2,X3都是電抗元件,如果天線是標準的50歐姆阻抗,那麽X2,X3可以(yǐ)不焊接,X1接220PF電容或者(zhě)0歐姆電阻。在PCB設計時,這(zhè)三個器(qì)件已(yǐ)經盡量靠近模塊的(de)射(shè)頻輸出腳(jiǎo),並且連接的(de)傳輸線短且直(zhí)。匹配元件的周圍(wéi)1.5mm區域內不要鋪地,以減少寄生(shēng)參數(shù)對(duì)匹配電路的影響。
二、微帶線設計
在PCB設計時,由於大部分的天線與模塊的(de)輸出阻抗是50歐姆,為了盡量減少在傳輸過(guò)程中能量的反射,射頻輸出管腳到天線之間的PCB引線應為50歐姆的微帶線。常用(yòng)的(de)板材(cái)為FR4(介電常數4.2-4.6),根(gēn)據經驗,當(dāng)線寬約為(wéi)微帶線距離參考層距離的2.2倍(bèi)時,微帶(dài)線的(de)特征阻抗約為(wéi)50歐姆。具體設計時,建(jiàn)議使用(yòng)微帶線阻抗控製工具(ADS、txline等)來(lái)計算,並通過實際調試來完成微(wēi)帶線的設計。如下圖所示,微帶線下麵的鋪地層必(bì)須(xū)是(shì)完整的地,在微帶線兩側需要多打(dǎ)接地過孔。
三、金屬對天線的影響
如果天線附近(jìn)有金屬材料的物體時,金屬能反射電(diàn)磁波,不但會影響天線的實際使用空間,增加天線的損耗電阻,降低輻射效率,而且導致天線輻射性能的惡化。在安裝天線(xiàn)時,要注(zhù)意(yì):
1、天線距離電池至少要有(yǒu)5mm;
2、天線距離屏蔽殼至少要有4mm;
3、在需要安裝外殼(ké)的場合,不要在外殼表麵使用具有金(jīn)屬成分的噴漆或者鍍層。