2.4G天线在PCB板上的设计
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主要討論的是2.4G PCB天線,如果不考慮成本及體積,可以選用其它天線,如貼片天線(小尺寸、中性能、中成本)或外置的鞭狀天線(大尺寸、高性能、高成本),而 PCB 天線是最低成本、中等尺寸,只要設(shè)計(jì)得當(dāng)又能獲得足夠性能的天線。
包括三種天線:
超小型 PIFA 天線:用于 Nano Dongle 的 PCB 天線,由于 PCB 空間受限,最大增益會(huì)比其它幾種天線小 6dB 左右,即工作距離會(huì)短一半。由此天線及 MCU 做成的完整板子大小為 11mm*18mm 左右。
正常 PIFA 天線:用于 Normal Module 的 PCB 天線,所占 PCB 空間最大,最大增益可以達(dá)到 1.5dB,如 PCB 面積足夠,建議用此天線。由此天線做成的 RF Module 板子大小為 15mm*18mm 左右。
正常 Wiggle 天線:用于 Normal Module 的 PCB 天線,所占 PCB 空間比第二種稍小,增益也稍差 1dB,可以用于對(duì)體積稍有要求的無(wú)線終端,如對(duì)于空間比較緊湊的無(wú)線鼠標(biāo)等設(shè)備。由此天線做成的 RF Module 板子大小為 13mm*18mm 左右。
1、小尺寸 Nano Dongle 用PIFA天線設(shè)計(jì)
天線具體尺寸如下圖(板材為兩層 FR4,板厚 0.6mm):
其中天線線寬 A:0.15mm;B:0.25mm;C:0.4mm
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??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? Nano Dongle PIFA 天線
天線性能 S11 如下,工作頻段覆蓋整個(gè) 2.4G ISM 頻段:
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????????????????????????????????????????????????????????????????????? Nano Dongle PIFA 天線 S11
2D和3D增益如下,該天線最大增益只有-5dB 左右:
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???????????????????????????????????????????????????????????????????????? Nano Dongle PIFA 天線增益
2. 更大尺寸 Normal Module用PIFA 天線設(shè)計(jì)
該天線結(jié)構(gòu)就是 Normal Module 完整 Layout 中的 PIFA 天線。
天線具體尺寸如下圖(板材為兩層 FR4,板厚 1.0mm),如果板子厚度和板子大小與此不一致(板厚和地面積大小影響性能),則 Layout 時(shí)需加長(zhǎng)天線末端尺寸,如增加最后端 4.8m的長(zhǎng)度,供調(diào)試天線用。
由此天線做成的 RF Module 板子大小為 15mm*18mm 左右。
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?????????????????????????????????????????????????????????????????????? Normal Module PIFA 天線
天線性能S11 如下,工作頻段覆蓋整個(gè)2.4G ISM頻段,可以看到天線工作帶寬比Nano更大:
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2D和 3D增益如下,該天線最大增益比Nano 大 6dB 左右,達(dá)到1.5dB 左右:
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3. 更大尺寸 Normal Module 用 Wiggle 天線設(shè)計(jì)
Wiggle天線比大PIFA 天線占用空間更小,應(yīng)用更靈活,而性能亦差不多,廣泛應(yīng)用于無(wú)線鍵鼠產(chǎn)品當(dāng)中。
天線具體尺寸如下圖(板材為兩層 FR4,板厚 1.0mm),如果板子厚度和板子大小與此不一致(板厚和地面積大小影響性能),則 Layout 時(shí)需加長(zhǎng)天線末端尺寸,如增加最后端 2.7mm 的長(zhǎng)度,供調(diào)試天線用。
由此天線做成的 RF Module 板子大小為 13mm*18mm 左右。
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天線性能 S11 如下,工作頻段覆蓋整個(gè) 2.4G ISM 頻段:
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2D 和 3D 增益如下,該天線最大增益比 Normal PIFA 稍小 1dB 左右:
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????????????????????????????????????????????????????????????????????? Normal Module Wiggle 天線增益
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的2.4G天线在PCB板上的设计的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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