2.4G與433MHZ PCB 天線設計指南

一、印制板天線設計

2.4G的印制版天線主要有兩種結構，PIFA天線和單級天線。PIFA天線的天線饋電點和地點是連接到一起的，天線和地之間形成一個電容效應，就是信號通過天線（等效 為電感）升壓到等效電容上，通過電容再把能量輻射 去。單級天線是采用1/4波長原 理，其中一個饋點是螺旋或者單桿，另外一極是地。兩種天線的場結構簡單，可以簡單 等效為一個LC諧振回路，其中C特別小，一個一個的諧振回路耦合上去，最后電磁場釋放到外部。

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

二、藍牙天線設計

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

三、433MHZ 天線設計

■ 天線需要嚴格按照我們提供的參考設計
■ 周圍的外殼不能是密封金屬殼體,靠近天線部分需要是塑料材質(也不能有含金屬顆粒涂料的噴涂)
■ 天線要遠離輸 級(特別當輸級為 classD 時更要注意)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 部分的走線要有完整的參考地,并按照 50 歐姆走線
■ 可以考慮使用 RF 電纜引 ,使用專用的 PCB 放置天線
■ 天線和音頻前級以及 MIC 的走線要盡可能遠離,防止 RF 干擾音頻
■ 音頻的差分走線要盡可能平行等長,兩線中間不要放置地線.
■ 射頻走線不能從模組下穿過,因為模組的 bottom 一般是一個 gnd 層,如果射頻線走主的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 走線過孔也對信號有影響，要盡量避免。
■ 天線區(qū)域不能有元器件或者其他走線。
■ S 型天線走線，線間距為線寬的 3 倍（比如線寬為 W=0.8mm 間距為 2.4mm）

芯嶺技術專注于短距離無線通信，提供無線芯片、模組、軟件技術等解決方案，包括：Wi-Fi、藍牙、 2.4G、433MHz、Zigbee等物聯網方案。2.4G與433MHZ PCB 天線設計指南詳細文檔去我們官網上下載。