無(wú)論是Wi-Fi、藍(lán)牙還是LoRa應(yīng)用，PCB貼片天線都扮演著重要角色。本文面向無(wú)射頻背景的開(kāi)發(fā)者，以通俗易懂的方式介紹貼片天線的基本原理，并通過(guò)具體案例引導(dǎo)讀者完成從仿真建模到實(shí)物調(diào)試的全過(guò)程。

一、必知的天線常識(shí)

在正式介紹AirANT1564天線之前，先說(shuō)幾個(gè)跟天線相關(guān)的大白話常識(shí)。

1.1 貼片天線性能

PCB貼片天線的性能表現(xiàn)，不只是跟自身的尺寸和設(shè)計(jì)有關(guān)，跟PCB大板的尺寸也息息相關(guān)。所以，不同尺寸的PCB大板需要使用不同的PCB貼片天線。

1.2 天線頻率范圍

4G天線需要覆蓋的頻率范圍是：700M-960MHZ/1710M-3800MHZ

與移動(dòng)/電信/聯(lián)通三大運(yùn)營(yíng)商的4G頻段的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：

低頻段(<1GHz):B5(850MHz)；B8(900MHz)；

中頻段(1GHz～3GHz):B1(2100MHz)；B3(1800MHz)；B34(1900MHz)；B39(1880-1920MHz)；

高頻段(>3GHz):B38(2570-2620MHz)；B40(2300-2400MHz)；B41(2496-2690MHz)；

簡(jiǎn)單補(bǔ)充說(shuō)明如下：

頻段劃分依據(jù)：低頻段通常指1GHz以下，覆蓋范圍廣、穿透性強(qiáng)；中頻段為1-3GHz，兼顧覆蓋與容量；高頻段超過(guò)3GHz，帶寬更大但覆蓋較弱。

實(shí)際應(yīng)用：B5/B8多用于農(nóng)村及深度覆蓋；B1/B3/B34/B39承擔(dān)城市廣覆蓋和容量；B38/B40/B41則常用于高密度區(qū)域或室內(nèi)補(bǔ)充覆蓋。

1.3 外殼對(duì)天線的影響

PCB貼片天線，即便在板子上表現(xiàn)再好，一旦放到塑料外殼內(nèi)，其指標(biāo)也可能受到影響（不同材質(zhì)的外殼介電常數(shù)不一樣，會(huì)改變電磁場(chǎng)分布，導(dǎo)致天線的諧振頻率發(fā)生變化），只能在方便和性能之間取得一個(gè)相對(duì)的平衡。

如果你使用的是金屬外殼，那么你只有一個(gè)選擇——使用外置天線。

二、AirANT1564天線特性

AirANT1564是定制款PCB貼片天線，適用于尺寸較小的PCB大板。

頻率范圍：700M-960MHZ/1710M-3800MHZ，可以覆蓋國(guó)內(nèi)全部的4G頻段。

外形尺寸：14.5*5.6*4.3mm，為小型化設(shè)計(jì)提供了可能。

以下是比較理想狀態(tài)下的無(wú)源測(cè)試數(shù)據(jù)，請(qǐng)參考：

PCB大板，72*52*1.6mm；

駐波比VSWR、效率Efficency、增益Gain如下：

三、AirANT1564天線參考設(shè)計(jì)

為了盡可能的降低PCB貼片天線的使用難度，我們?cè)O(shè)計(jì)了三種典型的PCB封裝，以方便大家的PCB布局和走線。

▼ AirANT1564_A封裝 ▼

1）原理圖：

2）PCB封裝：

3）應(yīng)用場(chǎng)景一：

適用于細(xì)長(zhǎng)的板子，可以配合最小寬度20mm左右的板子使用(A凈空區(qū)域面積為22mm*18mm，如虛線所示)，比如定位器或者USB上網(wǎng)卡小板，見(jiàn)下圖：

4）應(yīng)用場(chǎng)景二：

適用于天線放在板子拐角，需要的凈空區(qū)大小為50*18mm；當(dāng)板子實(shí)際寬度大于天線封裝凈空區(qū)的長(zhǎng)度要求(50mm，圖中的B區(qū)域)時(shí)，則推薦將天線凈空區(qū)擴(kuò)大為放置天線側(cè)PCB大板的實(shí)際長(zhǎng)度，如下圖中的A+B區(qū)域；

如果板子實(shí)際寬度雖然大于天線封裝凈空區(qū)的長(zhǎng)度要求(50mm，圖中的B區(qū)域)，不建議但可以在不得不的情況下將系統(tǒng)所需的元器件放在A區(qū)域，但至少要保證B區(qū)域的凈空。

▼ AirANT1564_B封裝 ▼

此封裝主要用在天線和模塊布局靠近板邊的位置。

1）原理圖：

2）PCB封裝：

3）PCB天線區(qū)域示意圖：

▼ AirANT1564_C封裝 ▼

此封裝應(yīng)用于板子尺寸比較大，天線需要靠中間位置放置的情況。

1）原理圖：

2）PCB封裝：

3）PCB天線區(qū)域示意圖：

今天的內(nèi)容就分享到這里了~

審核編輯 黃宇