无线设计中PCB天线的需求飙升，四家大厂PK你更看好谁？

随着无线设计中消费者对最新和最好的的无线技术的需求与日俱增, 对那些可以很容易地安装在无线通信产品中的 PCB 天线的需求也变得越来越大。

天线是许多无线系统的关键组件，印刷电路板（PCB）天线由于体积小，易于与其他高频电路集成因而在行业中有着广泛的应用。PCB 天线的性能和一致性在很大程度上取决于其基础电路层压板的质量，其尺寸非常大程度上取决于天线的目标频率和波长。

无论是从个人通信系统（PCS），物联网（IoT）应用，再到汽车电子控制和安全系统，这些系统对于无线应用的需求毫无疑问是非常旺盛的。随着工作频率越来越高，从 PCS 应用的 2.4GHz 频段到汽车高级驾驶辅助系统（ADAS）的毫米波（mmWave）频率，到处都需要天线。这就是 PCB 天线施展拳脚的地方 - 设计人员经常将它们作为实际解决方案来应对不断增长的无线应用。

高频 PCB 天线可以像在电路层压板的一侧制造的微带贴片一样简单，只需要在其下方介电层的另一侧添加稍大的接地平面。这种低轮廓的天线非常适用于安装在具有任何可用平坦表面的系统中。

当然，这种简单微带贴片的天线辐射图将受到限制。使用微带贴片的 PCB 天线通常在一个 PCB 上组合多个贴片，以在给定的工作频率下实现更高的增益。贴片的大小取决于目标工作频率的波长，通常是波长的一半，以在目标频率下达到最佳谐振天线特性。

当然，RF / 微波 PCB 天线可以由许多不同的传输线组成，例如带状线和共面波导传输线。它们甚至可以在同一 PCB 天线设计中组合多个不同的传输线。

许多供应商都提供 PCB 天线作为可以添加到系统设计中的制造组件; 一些制造商还根据计算机辅助工程（CAE）设计文件或定制机械要求提供构建 PCB 天线的服务。例如， Advanced Circuitry International（ACI）可以在大型电路板上制造大型天线（用于较低频率）或大型小型天线，例如 12×18 英寸和 18×24 英寸，使用单面，双面和多层 PCB 天线配置（图 1）。

图 1. 一些制造商提供扩展功能，可根据客户的精确要求，在各种电路材料上制造 PCB 天线。（由 Advanced Circuitry International 提供）

ACI 可在各种不同的基板材料上制造天线，包括杜邦的高性能柔性电路材料以及来自雅龙、Isola、罗杰斯和 Taconics 等领先电路材料供应商的 RF / 微波电路层压板。

PCB 天线通常配有粘合剂，以简化在预期应用中的安装。选择这样的电路材料作为 PCB 天线的基础对于其性能至关重要，尤其是当 PCB 天线用于更高的 mmWave 频率和更恶劣的操作环境（例如，ADAS 应用）时。

在某些情况下，PCB 天线作为“组件”提供，配有连接的同轴电缆和连接器，以便快速方便地与内部电路板互连。其中一家 PCB 天线供应商 TE Connectivity 开发了一系列广泛的 PCB 天线，其电缆和连接器可适用于个人通信系统应用的各种频段。

具体来说，TE Connectivity 公司的 2118060-1 型 PCB 天线组件（图 2）。它可以为蓝牙，Wi-Fi 和无线局域网（WLAN）提供大约 2.4 到 2.5 GHz 的工作频率。电缆长度为 13.78 英寸（350 毫米），可选择不同类型的连接器，如 MCIS 和 MHF 连接器; PCB 天线包括用于安装在平坦表面上的粘合剂。

图 2. 该 PCB 天线被认为是一种组件，具有互连电缆和连接器以及粘合剂，便于集成和安装在不同的应用中。天线组件（型号 2118060-1）设计用于 2.4 至 2.5 GHz。（由 TE Connectivity 提供）

同样，Taoglas Antenna Solutions 的 FXP07.07.0100A 是一种薄型柔性 PCB 天线，具有较短电缆长度和 IPEX 连接器以及胶带，便于在平坦表面上粘贴安装（图 3）。符合 “五频”频率天线设计的 RoHS 标准，频段包括 824 至 896 MHz 的 AMPS，880 至 960 MHz 的 GSM，1710 至 1880 MHz 的 DCS，1850 至 1990 MHz 的 PCS，以及 1710 至 2170 MHz 的 UMTS。紧凑型 50Ω天线尺寸为 41×24 mm，具有线性极化和全向辐射模式。

图 3. 这种薄型 PCB 天线组件可支持多种频率，覆盖范围为 824 至 2170 MHz。（由 Taoglas Antenna Solutions 提供）

PCB 天线设计的一个增长趋势是多频带覆盖，以适应具有宽带频率范围或多种应用的系统。例如，Pulse Electronics 的 CW3315B0100 系列柔性 PCB 天线采用双频 Wi-Fi 天线，设计用于覆盖 2.4 至 2.5 GHz 和 4.90 至 5.85 GHz 的 WLAN 频段（图 4）。