低功耗蓝牙之四大PCB板载天线设计方式

2018-06-11 19:59:49 来源:ittbank
标签:

 

一直以来,无论是智能手机,还是笔记本电脑,亦或是平板电脑,蓝牙都是智能设备的标配。随着移动互联网的发展,现在涌现出大量的智能可穿戴设备,而支撑这些应用的发展不仅需要移动软件支持,同样也需要无线传感技术的支持,蓝牙依然是无线连接的首选通信方式。

 

蓝牙技术,就是这中间最重要的一环。不仅要求通讯灵敏度,还需要小型化,更需要低功耗,更重要的是要低成本。

 

Bluetooth 4.0版本的出现,解决了这些问题,它包含Bluetooth Smart(低功耗)功能,具有以下特点:

1)能耗低

2)成本低

3)标准纽扣电池能让设备运行数年

4)多供应商互操作性

5)增强射程

 

在硬件设计中,天线设计是比较有讲究,常用的低成本设计方式是PCB板载天线设计方式,但PCB板载天线在实际中应该如何设计,才能达到很好的收发效果呢?以下有四种蓝牙天线设计可供参考:

 

蓝牙天线设计之倒F型天线:

倒F型天线的天线体可以为线状或者片状,当使用介电常数较高的绝缘材料时还可以缩小蓝牙天线尺寸。作为板载天线的一种,倒F型天线设计成本低但增加了一定体积,在实际应用中是最常见的一种。天线一般放置在PCB顶层,铺地一般放在顶层并位于天线附近,但天线周围务必不能放置地,周围应是净空区。如下图:

 

图1:倒F型天线设计示意图

 

蓝牙天线设计之曲流型天线设计:

曲流型天线的长度比较难确定。长度一般比四分之一波长稍长,其长度由其几何拓扑空间及敷地区决定。曲流型天线一般是PCB封装,即板载天线。和倒F型一样,天线一般放置在PCB顶层,铺地一般放在顶层并位于天线附近,但天线周围务必不能放置地,周围应是净空区。如图2,图3:

 

图2:曲流型天线设计示意图1

 

图3:曲流型天线设计示意图2

 

注:天线长度计算公式:

天线的长度(米)=(300/f)*0.25*0.96

其中f表示频率(MHz),0.96为波长缩短率

蓝牙天线长度约为 300/2.4G*0.25*0.96 大约为31mm

 

蓝牙天线设计之陶瓷天线设计:

陶瓷天线是另外一种适合于蓝牙装置使用的小型化天线。陶瓷天线的种类分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。由于陶瓷本身介电常数较PCB电路板高,所以使用陶瓷天线能有效缩小天线尺寸,在介电损耗方面,陶瓷介质也比PCB电路板的介电损失小,所以非常适合低耗电率的的蓝牙模块中使用。在 PCB设计时,天线周围要净空就可以了,特别注意不能敷铜。如下图:

 

图4:陶瓷天线设计示意图

 

蓝牙天线设计之2.4G棒状天线设计:

2.4G棒状蓝牙天线体积大,但传输距离要强于其他天线。在PCB设计时,天线周围也和上述的三种天线设计一样要净空。如下图:

 

图5:2.4G棒状天线设计示意图

 

关于蓝牙天线设计的其它相关注意点:

1)天线的信号(频率大于400MHz以上)容易受到衰减,因此天线与附近的地的距离至少要大于三倍的线宽。

 

2)对于微带线与带状线来说,特征阻抗与板层的厚度、线宽、过孔以及板材的介电常数相关。

 

3)过孔会产生寄生电感,高频信号对此会产生非常大的衰减,所以走射频线的时候尽量不要有过孔。

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
传感器不只能让你的系统更加智能,有时也会给你添乱
传感器不只能让你的系统更加智能,有时也会给你添乱

当传感器按照预期正常工作时,人们几乎不会注意到它们的存在,人们只会想到如果没有这些传感器,系统将不可能实现哪些优势。但是,传感器有时仍然可能会发生故障,每当此时,客户们就会觉得自己的投资打了水漂,进而丧失对传感器供应商及其品牌的信任。下面是五种可能发生的常见传感器故障,以及如何解决并消除它们。

BLE蓝牙DTM测试介绍

从2010年SIG联盟推出蓝牙4.0起,低功耗蓝牙BLE开始在物联网中充当着不容忽视的角色。BLE的低功耗性能是其它无线设备无法比拟的,其运用在穿戴、娱乐等设备上非常广泛。

NCAB集团在马来西亚成立分公司,总经理已到位

“在较长一段时间内,我们考虑在马来西亚拓展业务的可能性。我们看到整个东南亚电子市场蓬勃发展,尤其是马来西亚国内对多品种小批量PCB需求不断增长。槟城更是许多国际大型EMS以及本地EMS的制造基地,所以NCAB马来西亚将会是我们继续扩展到周边国家的基地。”NCAB集团首席财务官Anders Forsén 在一份新闻稿中表示。

Eugene

5G时代基站需求催生高速PCB及材料需求爆发

5G频谱远高于4G,电磁波穿透力差、衰减大,在不考虑其他因素的条件下,基站的覆盖范围比4G基站覆盖范围更小,建设密度更大。其中,5G低频资源主要用于连续广覆盖、低时延高可靠、低功耗大连接等应用场景,主要载体是5G宏基站,中信建投预计我国5G宏建站密度将至少是4G基站的1.5倍,总数或将达到近600万个。

捷多邦携福猪给您送礼啦,最高可得2019元

新年伊始,万象更新,送走不平凡的2018,我们又以崭新的面貌,继续“中国制造”的征程。让我们一起牢记梦想,为创新中国砥砺前行。再出发,请先收下这份小小礼物

更多资讯
芯禾科技电磁仿真软件IRIS 通过GLOBALFOUNDRIES 12LP工艺认证

国内EDA软件、集成无源器件IPD和系统级封装领域的领先供应商,芯禾科技于近日宣布其三维全波电磁场(EM)仿真软件IRIS已通过GLOBALFOUNDRIES格芯的12纳米领先性能(12LP)工艺技术认证。该认证能确保设计人员可以放心地使用格芯12LP的FinFET半导体制造工艺文件进行IRIS仿真。

IPC PCB技术趋势报告详述PCB制造商的应对策略

IPC—国际电子工业联接协会®新发布《2018年PCB技术趋势调研报告》。报告中详述了PCB制造商如何应对当前技术需要来满足截止到2023年的技术变革。

看不懂芯片后端报告怎么做个合格的前端设计工程师
看不懂芯片后端报告怎么做个合格的前端设计工程师

首先,我要强调,我不是做后端的,但是工作中经常遇到和做市场和芯片同事讨论PPA。这时,后端会拿出这样一个表格:

深南电路:目前5G处于研发板和样本阶段,对公司营收贡献不大

近期,深南电路与来自台湾申万宏源证券、新加坡政府投资公司、台湾永丰金证券、台湾国泰证券的投资者进行了电话会议。会上,深南电路表明,公司2018年业绩增长主要是来自于国内4G扩容和海外市场4G的建设,2018年5G主要处于研发板和样本阶段,对公司营收贡献较小。

PCB电路板过孔设计的艺术

过孔(VIA),电路板上的孔,连接不同层之间的线路,把电路板从平面结构变成立体结构。

电路方案