芯耀
与非AI
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通信天线设备(Antenna)是一种能量变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换。对于设计一个应用于射频系统中的小功率、短距离的2.4GHz无线收发设备，天线的设计和选择是其中的重要部分，良好的天线系统可以使通信距离达到最佳状态。蓝牙音响、耳机天线的设计关系到射频通信的性能，在选择2.4G天线时，需综合考虑PCB尺寸、通信性能、成本等 因素。小编给出以下2.4G天线，供客户选择。
外置天线
2.4GHz成品天线
市场上购买的2.4GHz成品天线，依不同通信要求可向天线厂商定制天线，厂商会对产品做详细的射频设计和测试，PCB板一般设计一个IPEX天线连接座即可。
优点：天线增益高，通信距离远，占PCB面积小
缺点：成本高，占产品空间
适用于对通信距离要求高的场合。
简单鞭状天线
硬铜线，尺寸：ф0.85*30mm。需要垂直焊接到PCB板上，对PCB平面尺寸无 要求，但高度有要求（大于30mm）。长度计算参考：射频天线设计与应用
优点：天线增益较高，通信距离较远，占PCB面积小
缺点：对产品高度有要求，占产品空间，增加人工焊接成本
此天线适合高度无要求的产品，可应用于较远距离通信的需求。
贴片式陶瓷天线
市场上购买的贴片元件
优点：SMT加工效率，占占产品空间小高天线增益较高，通信距离较远，占PCB面积小
缺点：成本高，天线增益较低，通信距离较近，
PCB板载天线
PCB设计时，Layout在PCB上线路以特定直线。
优点：成本低，对产品高度无要求，无焊接要求，
缺点：天线增益略低，通信距离近一些，占PCB面积
F_PIFA 天线
PCB板载的微带线天线，尺寸：4.9*25mm。
此天线对PCB尺寸有要求，用于产品对PCB尺 寸要求不高（一般尺寸10*25mm），通信性能次于鞭状天线，成本低，便于生产。
也有设计成如下形状的
性能测试如下
F_PIFA 天线的S11图
F_PIFA 天线的电流图
F_PIFA 天线的辐射图
Normal_PIFA 天线
PCB板载的微带线天线，尺寸：8*13mm。用于 PCB 无尺寸要求的条件下，所占 PCB 空间最大，最大增益可以达到1.5dB，如PCB面积足够，建议用此天线。
天线具体尺寸如图 （板材为两层FR4,板厚1.0mm）
也有如下外形
Normal_PIFA为S11图
Normal_PIFA电流图
Normal_PIFA辐射图。
Wiggle_PIFA 天线
微带线天线，尺寸：7*10mm。用于 PCB尺寸要求不苛刻的条件下，所占PCB 空间比第二种稍小，增益也稍差 1dB，可以用于对体积稍有要求的无线终端，如对于空间比较紧凑的无线 LED 等设备。
Wiggle_PIFA为S11图
Wiggle_PIFA电流图
Wiggle_PIFA辐射图。
Mini_PIFA 天线
微带线天线，尺寸：2.6*9.5mm。此天线用于PCB板尺寸超小（如无线鼠标的 Dongle），但通信距离会短一半。
Mini_PIFA为S11图
Mini_PIFA电流图
Mini_PIFA辐射图。
2.4G天线PCB Layout指南
由于射频匹配电路的 PCB Layout 会严重影响到射频性能，强烈建议完全按照我们已经优化的值和 layout 进行布局和布线，包括元器件与铺铜地之间的间隔（推荐为 0.2mm）， GND 过孔的选择（应尽可能 的多），射频线不要与电源线和晶体线等交叉走线，更不能平行走线。下两图中高亮部分即为匹配电路的 Layout。
天线Layout保持50欧阻抗走线。
天线Layout时需要注意
（1）天线top部分及对应bottom层都需要净空，不能铺铜；
（2）PIFA 天线短路臂连到地以后，至少有一个对地过孔直接到bottom层；
（3）天线与PCB铺铜地之间的距离应大于0.5mm；
（4）Layout靠近天线必须有完整的地平面，并打一排对地过孔；
（5）天线Layout远离其它高频辐射源，比如PWM，高速通信直线，晶振等，至少隔有一圈铺地， 必须时给辐射源加屏蔽罩；
（6）音源模拟信号走线，也须远离天线，至少隔有一圈铺地；
（7） 天线靠近板边，请勿画在板中间；
（8）天线传输线尽量短，走直，如需转向，须用圆走线；
（9） 如同时存在WIFI，移动通信等天线，须远离，布在不同方向。
具体布线参考我们的Demo板，尽可能直接复制我们的布局走线
错误案例分析
天线布向板中，辐射方向，有布线，还靠近音频信号
地平面不完整，传输线过长，还有拆线
天线下内地电层
地平面不完整，靠近天线全面信号，没有地平面
天线设计总结
由于天线性能受板材（板厚、介质等）与周围环境（外壳、人体、天线离PCB地平面距离等）诸多因 素的影响，所以天线需选择经过验证的结构。推荐的PIFA（Printed Inverted FAntenna）天线和 Wiggle天线 都经过仿真和实测（考虑机壳等影响），实际使用时，可以根据板材介质等因素变化，进行微调。
后记
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