如何選擇合適的天線及設計、使用建議
(一)常用的天線種類及特點
1、外置類天線:主要包括(膠棒、吸盤、拉桿、玻璃鋼等),性能好,無需調試,方便更換,增益高,適用于各種終端設備;缺點是容易被破壞、安裝占用空間等。
2、板載天線:天線直接layout在模塊主板上,成本低,可調性好,主要用于BT、Wi-Fi無線通信模塊;缺點是性能有限。
3、貼片天線:采用高介電常數基材(如陶瓷),占用面積少,集成度高,容易更換,適用于小空間的產品,缺點是該類型天線價格稍貴且帶寬窄。
4、FPC&PCB天線:通過饋線連接,安裝自由,增益高,通??梢允褂帽衬z貼在機器非金屬外殼上,適用于性能要求高且外殼空間充足的產品上;缺點是一般需要定制。
(二)工程設計建議
天線的作用是將射頻信號輻射到自由空間,選擇天線是否合適對于傳輸距離有很大的影響。天線對周圍環境很敏感,很多情況下會出現即使選擇了合適的天線,也達不到預期的效果。由于有些客戶對天線設計需要考慮的因素不清楚,這里我們給出在實際工程設計中的一些經驗,便于客戶更好地設計出自己的電路與PCB,增加項目的成功機會。
1、 預留匹配電路
在原理圖設計時,需要在天線與模塊射頻輸出管腳預留一個π型網絡。天線的阻抗受PCB的鋪地、天線的安裝以及周圍的金屬等因素影響,預留這個網絡是為了在天線嚴重偏離50歐姆阻抗時,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,那么X2,X3可以不焊接,X1接220PF電容或者0歐姆電阻。在PCB設計時,這三個器件已經盡量靠近模塊的射頻輸出腳,并且連接的傳輸線短且直。匹配元件的周圍1.5mm區域內不要鋪地,以減少寄生參數對匹配電路的影響。
2、 金屬對天線的影響
a:天線距離電池 ≥ 5mm;
b:天線距離屏蔽殼 ≥ 4mm;
c:在需要安裝外殼的場合,不要在外殼表面使用具有金屬成分的噴漆或者鍍層。