PCB设计中天線(xiàn)介绍

2020-03-24

通常，在大多(duō)数情况下，天線(xiàn)并不是过于复杂的设备。但是，没有(yǒu)它，我们的连接世界将不会如此方便。在接下来的文(wén)章，我将讨论PCB设计中使用(yòng)的两种类型的天線(xiàn)，即陶瓷芯片天線(xiàn)和PCB走線(xiàn)，并比较它们的优缺点。

什么是陶瓷芯片天線(xiàn)？

陶瓷芯片天線(xiàn)是一种特殊的天線(xiàn)，因其空间需求小(xiǎo)而备受推崇。此外，这些特定的天線(xiàn)通常集成到PCB中以发射高频電(diàn)磁波。但是，它们的范围有(yǒu)限，这使其非常适合于小(xiǎo)型设备，例如WiFi路由器和智能(néng)手机。

通常，陶瓷芯片天線(xiàn)像标准天線(xiàn)一样发射和接收電(diàn)磁波，只是它们的尺寸要小(xiǎo)得多(duō)。而且，这提供了将它们放置在内部的能(néng)力，并且它们在不牺牲质量的情况下非常具有(yǒu)成本效益。此外，只要不太合理(lǐ)，就可(kě)以使用(yòng)陶瓷芯片天線(xiàn)。

总而言之，陶瓷芯片天線(xiàn)是整體(tǐ)设计考虑因素的一半，而PCB接地层则是另一半。此外，像单极天線(xiàn)一样，陶瓷芯片天線(xiàn)的调谐以及辐射方向图也取决于接地平面的形状和大小(xiǎo)。

注意：此外，它们随附的数据表提供了天線(xiàn)的辐射方向图，带宽，峰值增益，回波损耗和其他(tā)参数。但是，这些参数参考附图，因此，你的结果可(kě)能(néng)会有(yǒu)所不同。同样，这就是為(wèi)什么在附图中仔细观察PCB尺寸至关重要的原因。此外，这些性能(néng)测量参考了那些精确的接地平面尺寸。最后，请记住，这些测量是从开放空间的观察点进行的，你的设计很(hěn)可(kě)能(néng)是内部产品设计。

陶瓷芯片天線(xiàn)的优缺点是什么？

陶瓷芯片天線(xiàn)的使用(yòng)带来了许多(duō)好处。例如，它消除了对昂贵的新(xīn)原型制造的需求，并限制了仿真软件的必要性。这是由于天線(xiàn)的网络调谐要求和缺乏物(wù)理(lǐ)特性所致。总體(tǐ)而言，这是具有(yǒu)成本效益的，因為(wèi)你不会因為(wèi)重复的原型制造而浪费组件。

陶瓷芯片天線(xiàn)具有(yǒu)许多(duō)其他(tā)优点，包括：

多(duō)种配置

较小(xiǎo)的尺寸

对组件和环境噪声不太敏感

适应PCB设计准则的更改

需要更少的模拟

更易于调整或更换

但是，就像生活中几乎所有(yǒu)其他(tā)事物(wù)一样，也存在权衡和不利的副作用(yòng)。在陶瓷芯片天線(xiàn)的情况下，它以缺点的形式出现。它们如下：

1、由于陶瓷芯片天線(xiàn)的購(gòu)买价格及其支撑部件的需求，增加了初始成本。在价格方面，平均成本在0.6元到10元之间，但是请记住，这是平均成本，而不是很(hěn)高成本。

2、陶瓷芯片天線(xiàn)缺乏性能(néng)，与PCB走線(xiàn)天線(xiàn)相比略有(yǒu)下降

总體(tǐ)而言，陶瓷芯片天線(xiàn)可(kě)在开发过程中实现更大的调谐通用(yòng)性，因為(wèi)在设计阶段完成后将其添加到PCB中。此外，由于它们采用(yòng)了表面贴装配置，因此可(kě)以方便地进行硬件修改。

在设计中使用(yòng)陶瓷芯片天線(xiàn)可(kě)提供更大的空间和开放性，从而允许每个堆栈使用(yòng)更多(duō)的组件。此外，这转化為(wèi)使用(yòng)更小(xiǎo)的PCB或添加更多(duō)组件的能(néng)力。无论哪种情况，它都与更具成本效益的总體(tǐ)设计相关。同样，如果设计是多(duō)层的或大批量的，则节省的费用(yòng)将成倍增加。

什么是PCB走線(xiàn)天線(xiàn)？

PCB走線(xiàn)天線(xiàn)由直接绘制到PCB上的走線(xiàn)组成。此外，取决于天線(xiàn)的类型和你的空间要求，走線(xiàn)的类型也会有(yǒu)所不同。用(yòng)于PCB走線(xiàn)天線(xiàn)的走線(xiàn)类型的示例包括倒F型走線(xiàn)，直線(xiàn)走線(xiàn)，曲折走線(xiàn)，弯曲走線(xiàn)或圆形走線(xiàn)。

总體(tǐ)而言，PCB上的走線(xiàn)天線(xiàn)的目的是提供一种无線(xiàn)通信方法。此外，在PCB的制造阶段，走線(xiàn)会层压到PCB的表面上。但是，在某些情况下，这些走線(xiàn)会占据多(duō)层PCB的几层。

此外，PCB的走線(xiàn)長(cháng)度将决定谐振频率，频率越高，走線(xiàn)越短。另外，PCB上每个天線(xiàn)都需要一个保留區(qū)域。此外，保留區(qū)域是PCB走線(xiàn)天線(xiàn)周围的特定區(qū)域，不允许在PCB的任何层上使用(yòng)接地填充或铜走線(xiàn)。

PCB走線(xiàn)天線(xiàn)的优缺点是什么？

通常，PCB设计天線(xiàn)难以实施，设计和调整，尤其是在可(kě)靠且小(xiǎo)型的实施中。此外，就像有(yǒu)線(xiàn)天線(xiàn)一样，PCB走線(xiàn)天線(xiàn)的尺寸取决于目标带宽的频率。例如，如果你的设计要求低频，则PCB走線(xiàn)天線(xiàn)的長(cháng)度将更長(cháng)。

但是，就像两面的硬币一样，PCB走線(xiàn)天線(xiàn)也有(yǒu)优点也有(yǒu)缺点。其优点如下：

1、PCB走線(xiàn)天線(xiàn)在制造过程中嵌入到PCB中。

2、PCB走線(xiàn)天線(xiàn)可(kě)以在较宽的带宽内运行（如果进行了优化调整）。

3、要求高水平的强度和网络可(kě)靠性（如果进行了优化调整）。

4、PCB走線(xiàn)天線(xiàn)的外形很(hěn)薄（二维）。

以下是PCB走線(xiàn)天線(xiàn)的缺点：

1、具有(yǒu)挑战性的设计（尤其是在低频下）。

2、极易受到電(diàn)路板布局变化的影响，因此，每次更改或重新(xīn)制造后都需要进行调整。

3、PCB走線(xiàn)天線(xiàn)需要更多(duō)空间（尤其是在低频下）。

4、更大的PCB面积要求增加了设计的总體(tǐ)成本（尤其是在低频情况下）。

5、PCB走線(xiàn)天線(xiàn)容易受到环境干扰。

在制造过程之后，你将无法物(wù)理(lǐ)修改PCB设计天線(xiàn)。因此，如果需要修改，则需要更改设计并重新(xīn)制造PCB。此外，由于PCB设计天線(xiàn)可(kě)能(néng)具有(yǒu)较大的尺寸以及其调谐和设计过程的繁琐特性，因此促进了PCB模拟（Cadence）软件和普遍测试的使用(yòng)。

近年来，设计人员经常在目标频率范围内进行权衡，因此选择了更可(kě)靠的走線(xiàn)天線(xiàn)，而不是陶瓷芯片天線(xiàn)。但是，随着当今的趋势更多(duō)地趋向于更小(xiǎo)尺寸和更轻便，陶瓷芯片天線(xiàn)在竞争中占据了优势。如你所知，设计要求仍将决定最适合你的个性化需求的天線(xiàn)配置类型。此外，请记住，无论选择如何，权衡几乎总是可(kě)以确定的。

完成天線(xiàn)的PCB设计比较困难，你可(kě)以找一家PCB设计公司来完成你的项目。上海韬放電(diàn)子提供专业的PCB设计服務(wù)，如果您有(yǒu)这方面的需求，请与我们联系。