WiFi天線是一種用于接收和發(fā)送無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的設(shè)備，它可以將無線信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為無線信號(hào)。[敏感詞]簡要介紹一下WiFi天線的分類和應(yīng)用要求：

一、WiFi天線的種類和形態(tài)

1．On Board板載式

是直接與線路板一同成形的，易于批量生產(chǎn)，成本低廉，性能受限，集成于RF射頻模組。如下圖，一般需給天線預(yù)留的凈空區(qū)域面積為20*5mm，設(shè)計(jì)在板卡角落，四周不能有金屬覆蓋。

2．SMT貼裝式

材質(zhì)有陶瓷、金屬片和PCB，性能成本適中，適用于大批量的嵌入式射頻模組。

如下圖（陶瓷貼片式天線），直接貼裝在主板上，具有尺寸小，易于批量等特點(diǎn)，天線尺寸為5*2*1mm，所需空間為11*8mm，位置設(shè)計(jì)在板卡角落最佳，天線上下方不可有金屬覆蓋。

如下圖（金屬片&PCB插件天線），直接后焊于主板上，安裝簡便、增益高、性能優(yōu)良，天線尺寸為20*7mm，PCB材質(zhì)厚度0.5~1mm，若銅片天線是立體結(jié)構(gòu)則厚度為3~5mm，天線設(shè)計(jì)在板卡邊緣角落位置，天線上下方不可有金屬覆蓋，天線四周10mm內(nèi)不可有高于3mm的元器件。

3．IPX外接式

使用PCB或FPC+Cable的組合，高性能，增益效率高，應(yīng)用廣泛，成本適中，可靈活安裝，采用膠貼或扣位安裝固定，通常背膠安裝于機(jī)器的機(jī)殼內(nèi)，廣泛應(yīng)用于OTT、終端設(shè)備。如下圖，該類型天線尺寸種類多樣，適用于外殼空間充足，性能要求較高的項(xiàng)目，實(shí)際設(shè)計(jì)需根據(jù)空間結(jié)構(gòu)環(huán)境進(jìn)行匹配調(diào)試。

4．外置類

一般為塑膠棒狀天線，高性能、獨(dú)立性、成本高，應(yīng)用于終端設(shè)備。

二、WiFi天線對(duì)PCB布局布線和結(jié)構(gòu)的要求

天線設(shè)計(jì)很大程度上依賴于所安裝平臺(tái)的特性，所以對(duì)每個(gè)平臺(tái)都是[敏感詞]的設(shè)計(jì)。針對(duì)便攜式移動(dòng)設(shè)備，站在終端硬件設(shè)計(jì)師的角度，如何在設(shè)計(jì)電路和PCB時(shí)考慮對(duì)天線的影響以增加項(xiàng)目成功的幾率呢？這里給出一些建議，但每個(gè)項(xiàng)目每個(gè)設(shè)備還是具體問題具體分析。

1．天線的形式及天線位置和饋點(diǎn)尺寸的建議

內(nèi)置天線經(jīng)常采用的幾種形式分別為彈片形式、chip貼片天線和FPC天線。

貼片天線的形式是統(tǒng)一規(guī)格的，有固定的尺寸，焊盤的位置和尺寸根據(jù)具體規(guī)格的天線也是固定的。另外根據(jù)特定型號(hào)的天線有相關(guān)的天線周圍凈空的要求和設(shè)備尺寸的建議等設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見。

彈片形式，建議客戶采用PIFA天線作為WiFi天線的形式，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，PIFA天線成功率和性能都要好一些。天線RF饋電焊盤尺寸為2~3mm，焊盤含周邊≥0.8mm的面積下PCB所有層面不布銅。如果為PIFA天線，還要加一個(gè)2~3mm的地焊盤，兩個(gè)焊盤之間距離為2mm。

天線通常的位置都在設(shè)備的頂部，PCB頂部開始，將此區(qū)域內(nèi)的所有層的地切掉2～3mm，但屬于天線地焊盤的那層的焊盤部分要保留。

2．匹配電路布線的建議

天線匹配電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為從天線開始四個(gè)元器件并串并串，到測試口或者Poweramplifier。匹配電路下方以及匹配網(wǎng)絡(luò)周圍1.5mm區(qū)域內(nèi)不要鋪地。匹配網(wǎng)絡(luò)擺放位置距離饋電焊盤放較近為好（但不要太近）。

3．從WiFi模塊到天線匹配電路的微帶線

從WiFi模塊到天線匹配電路的信號(hào)傳輸線為50ohm特性阻抗的微帶線。為了避免在微帶線上的損耗，模塊應(yīng)該盡可能的靠近天線。微帶線必須根據(jù)具體的PCB來決定尺寸。不允許有交叉的線在微帶線和地之間通過。

4．接地問題

良好的射頻接地對(duì)于設(shè)備的無線性能而言無疑是相當(dāng)重要的，須遵循如下幾個(gè)設(shè)計(jì)原則：

盡量使外層區(qū)域的地完整，不被分割破壞（非屏蔽罩之內(nèi)的部分），這個(gè)對(duì)于天線附近的區(qū)域尤為重要。天線電流必須與噪聲電流隔離，如果天線附近的接地區(qū)域被破壞成不完整的，必須在其[敏感詞]相關(guān)區(qū)域產(chǎn)生一塊填充地平面，并用地過孔加以縫合，使之成為完整的地。此區(qū)域走線須得保證天線電流只流過表層平面，且須限制噪聲電流流進(jìn)里面的完整地平面。

在使用預(yù)先生產(chǎn)天線時(shí)，需要注意的是其特性取決于所連接的地平面。僅當(dāng)接地平面的尺寸及形狀均與制造商的評(píng)估板一致時(shí)，方可達(dá)到制造商所標(biāo)明的規(guī)格。在其它情況下，用戶需要在實(shí)際應(yīng)用條件下測定預(yù)先生產(chǎn)的天線的阻抗，并匹配至所需的特征阻抗。

5．設(shè)備外殼金屬成分的使用問題

不要在外殼表面使用具有金屬成分的噴涂或者鍍層，金屬鍍層不能實(shí)現(xiàn)可靠的接地，會(huì)對(duì)天線性能有很大影響。不要在天線附近使用金屬裝飾物。

6．純金屬結(jié)構(gòu)件的使用問題

采用全金屬結(jié)構(gòu)的部件時(shí)（例如前面板或者后面板），請(qǐng)對(duì)所使用的部件預(yù)留多個(gè)接地點(diǎn)，具體的接地點(diǎn)位置的確定由天線設(shè)計(jì)公司來確定。天線輻射區(qū)域上方不能有任何接地或者不接地的金屬裝飾物，包括電鍍和鍍金。

7．給天線預(yù)留安裝位置的考慮

天線的安裝要遠(yuǎn)離金屬物體，天線需要足夠的空間來展開，如果采用chip天線，那么需要按照應(yīng)用指南的要求，給出足夠的凈空區(qū)域和相應(yīng)尺寸的地。

如果采用彈片方式的天線，應(yīng)該為天線設(shè)計(jì)支架，天線固定在支架上，而支架和PCB再進(jìn)行固定；或者不用支架，天線固定在外殼上面。

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮給出天線安裝的空間和位置，并考慮在支架或者要安裝天線的外殼上增加熱熔柱來固定天線。

8．其他模塊和天線相對(duì)位置布局的考慮

對(duì)于speaker ，camera ，vibrator，LCD，電池等部件和天線的相對(duì)位置，這里有一些通常的建議：

天線要遠(yuǎn)離camera和flexible PCB；

天線距離電池至少要有5mm以上的距離；

Vibrator要遠(yuǎn)離天線；

天線到屏蔽罩的距離最小為2~4mm（會(huì)引起寄生效應(yīng)）；

射頻開關(guān)和放大器或者雙工器要盡可能靠近匹配電路區(qū)域。




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