蓝牙天线
蓝牙天线pcb设计尺寸标准
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蓝牙天线pcb设计尺寸标准
蓝牙天线的PCB设计尺寸标准因具体的设计要求和天线的类型而异。
1. 偶极天线:易于实现较大的增益和较小的反射损耗,但其电长度一般都是波长的1/2。
工作在的蓝牙天线需有约60mm长,但这种长度的天线显然不适合手机、蓝牙耳机等终端设备。
2. PIFA天线:属于单极子天线,其反射损耗对地板大小比较敏感,远场辐射不均匀,难以满足手机、蓝牙耳机等终端设备对天线的全向辐射要求。
3. 陶瓷天线:普遍增益较小。
蓝牙PCB天线通常采用微带线的设计,尺寸通常在到2mm之间,可以根据设计要求进行调整。
以上内容仅供参考,建议咨询专业人士获取更准确的信息。
蓝牙耳机陶瓷天线摆放注意事项

PCB大小: 33mm x7mm 空区大小: 5.5mm x 4.5mm
调频用元件
推荐使用π型匹配,调试天线的阻抗和频率
1:天线摆放注意事项(单极天线)
天线的頂部、底部、前方都净空区,不能有金属,这样天线的辐射 效率和损耗才能达到最佳的效果。
顶部方向(A)
(A)
底部方向(B)
前方(C)
陶瓷天线
(C) M
(B)
1:陶瓷天线应该放在线路板的边缘,并在板边角落位置。 2:有较大的金属元件需要放在天线的周围时候,金属元件离天线 的的距离至少保存3mm以上,包括USB充点口 铜柱 麦克风 电池
2:天线摆放注意事項(双极
Side Vie w
箭頭向外方向 禁止任何金属
1:有较大的金属需要摆放在天线周围时(按键或者咪头)尽量不要进入到净空区里面,离天线的距离保持在 3mm以上,上下的距离保持在3-5mm以上,包括充电铜柱,触摸铜箔,电池,金属饰物。 2:双极天线建议使用在长条的板子,或者水滴形板子上,摆放的位置越接近中间越好,有些看实际的板框来 确定天线的具体走向和设计,天线尽量在中间,天线两侧的地比较完整,天线的效果相对来说会比较好,不容 易出现死角。
以下图来看当入耳式蓝芽耳机以这种方式配戴时, 天线于PCB上的位置选择有以下两种较佳。
B位置优于A位置,以上图中的红色线为地,天线到地的距离2-2.5mm左右,线宽可以根据匹配料焊盘的宽度来 确定走线的大小。
若是是共板设计的,天线的摆放在中间,左右对称出现,因为现在的耳机多采有不分主从设计,故两边的耳机 天线的需要匹配。两边的天线的尽量采取大颗的天线,尽量远离人体,天线可以有效的辐射。
倒F天线设计
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蓝牙的倒F型天线设计引言蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是1Om之内)的无线电技术,能在设备之间进行无线信息交换,其工作频段是2.4~2.483 GHz的全球通信自由频段,目前已广泛应用在移动通信设备中。
天线是蓝牙无线系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件。
由于目前技术尚无法将天线整合至半导体芯片中,故在蓝牙模块里除了核心的系统芯片外,天线是另一个影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。
本文给出了一款倒F型天线的设计,该天线尺寸小,设计简约,制造成本低,工作效率高,适用于蓝牙系统应用。
1 天线设计倒F型天线是上世纪末发展起来的一种天线,具有结构简单、重量轻、可共形、制造成本低、辐射效率高、容易实现多频段工作等独特优点,因此,近几年来,倒F型天线得到了广泛的应用研究和发展。
倒F天线是在倒L天线abc的垂直元末端加上一个倒L结构edb构成。
它使用附加的edb结构来调整天线和馈电同轴线的匹配。
该天线具有低轮廓结构,辐射场具有水平和垂直两种极化,另外由于结构紧凑而且具有等方向辐射特性,同时其良好的接地设计可以有效提高天线的工作效率。
图1所示是典型的倒F 型天线结构图,该天线可以看作是e端短路,a端开路的谐振器,所以,a端电压最大,电流为零,e端电压为零,电流最大。
由于倒F天线的结构中包含了接地的金属面,可以降低对射频模块中接地金属面的敏感度,因此非常适合用于片上系统。
另外,由于倒F天线只需利用金属导体配合适当的馈线来调整天线短路端到接地面的位置,因而制作成本较低,可以直接与PCB电路板焊接在一起。
图2所示为倒F型天线在电路板上的布置图。
倒F型天线在电路板上的布置图2 测量基本原理图3所示是一个网络分析仪的原理框图。
在对倒F天线进行测量时,先由仪器发出扫频信号,并将该信号通过输出口送到被测设备,当信号通过设备后,再送回网络分析仪。
网络分析仪的原理框图由于待测设备的输入阻抗与网络分析仪的输出阻抗不可能理想匹配,因而必然会发射一部分信号。
蓝牙天线_精品文档
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蓝牙天线摘要:蓝牙技术是一种用于无线通信的短距离技术,广泛应用于智能手机、电脑和其他电子设备中。
蓝牙天线是实现蓝牙通信的关键组件之一,它的设计和性能对蓝牙设备的通信质量和传输距离具有重要影响。
本文将介绍蓝牙天线的原理、种类和性能参数,并探讨如何选择和优化蓝牙天线以满足不同应用需求。
1. 引言蓝牙技术是一种无线通信技术,使用2.4 GHz ISM频段的无线电波进行短距离通信。
它具有低功耗、低成本和简化的特点,广泛应用于智能手机、音频设备、电脑配件和家庭自动化等领域。
蓝牙设备之间的通信主要依赖于蓝牙模块和蓝牙天线。
蓝牙天线作为蓝牙模块的关键组件之一,在通信质量和传输距离方面起着至关重要的作用。
2. 蓝牙天线的原理蓝牙天线基于天线工程的原理和技术,主要用于接收和发送无线信号。
它由导体制成,可将电信号转化为无线电波,并将收到的无线电波转化为电信号。
蓝牙天线如何工作取决于它的设计和构造。
常见的蓝牙天线设计包括片状天线、贴片天线、螺旋天线和PCB天线等。
片状天线是一种薄片形状的天线,常用于手机和其他紧凑型设备中。
贴片天线是一种贴在PCB上的天线,适用于电子设备的集成设计。
螺旋天线是一种绕线形状的天线,具有较高的增益和传输距离。
PCB天线指的是直接印制在PCB上的天线,可实现更好的性能和集成度。
3. 蓝牙天线的种类根据应用需求和尺寸限制,蓝牙天线可以分为内部天线和外部天线。
内部天线是直接集成在设备内部的一种天线,常见于智能手机、平板电脑和电脑等设备中。
由于空间限制,内部天线往往较小且性能受限。
外部天线是通过天线接口连接到设备外部的一种天线,常用于特定应用场景或需要更好性能的设备中。
外部天线可以根据需求选择不同类型的天线,如螺旋天线、饰品天线等。
4. 蓝牙天线的性能参数蓝牙天线的性能参数可以通过以下几个指标来评估和比较:4.1 增益:增益是衡量天线能量辐射和接收能力的重要指标。
增益越高,天线的辐射和接收范围越广。
蓝牙天线设计
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蓝牙天线设计目前最常见的蓝牙天线有偶极天线(dipole antenna),倒 F 型天线(planar inverted F anternna)、曲流线型天线(meander line antenna)、微小型陶瓷天线(ceramic antenna)、液晶聚合体天线(lcp)和棒状天线(2.4G 频率专用)等。
由于这些具有近似全向性的辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点,所以非常适合嵌入蓝牙技术装置使用。
下面主要介绍 4 种天线的设计方法。
1、倒F 型天线倒F型天线是由于其结构与倒置的英文字母 F 相似而得名。
如下图 1 所示。
其中(L+H)只有四分之一波长,而且在其结构中已经包含有接触地金属面,可以降低对模块中接地金属米难的敏感度,所以非常适合用在蓝牙模块装置中。
另外一方面,由于倒 F 型天线只需要利用金属导体配合适当的馈线及天线短路到接地面的位置,故其制作成本低,而且可以直接与pcb电路板焊接在一起,一体化设计。
倒 F 型天线的天线体可以为线状或者片状,若以金属片制作则可以为SMD(suerface-mountde device)组件焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。
此时为了支撑金属片不与接地金属面产生短路,通常会在金属片与接地面之间加入绝缘介质。
当使用介电常数较高的绝缘材料还可以缩小蓝牙天线尺寸。
图 2 给出了倒 F 型天线的pcb设计封装参数。
作为板载天线的一种,倒 F 型天线设计成本低但是增加了一定的体积,但是实际应用中是最长见一的一种。
倒 F 型天线是1/4 波长天线,除去其天线接入点外,其外轮廓为L 形状。
图 2 中蓝牙天线接入点与蓝牙芯片的天线引脚相连接,外轮廓L 型短边接地,天线接入点介于地和天线开放端之间。
板载F型天线一般放在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。
图 3 给出了倒 F 型天线在PROTEL 中制作成板载天线的应用示范:2、曲流型天线曲流型天线的长度比较难确定。
蓝牙天线的π电路参数
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蓝牙天线的π电路参数1. 引言1.1 背景介绍传统蓝牙天线通常采用的是直线天线或PCB贴片天线,但是这些天线存在着信号弱化、通信距离受限等问题。
研究人员开始关注π天线的设计和优化,在蓝牙设备中的应用也逐渐增多。
π天线通过结合直线天线和贴片天线的优点,能够提高蓝牙设备的传输距离和通信质量,是一种更为高效的蓝牙天线设计方案。
在本文中,我们将结合传统天线设计原理,分析π天线的电路参数,探讨其频率特性和射频性能,进行传输距离的优化,并展望π天线在蓝牙设备中的应用前景。
希望通过本文的研究,能够为π天线在蓝牙通信领域的进一步发展提供一些有益的参考和启示。
1.2 研究目的蓝牙技术在无线通信领域有着广泛的应用,而蓝牙天线作为蓝牙通信中的重要组成部分,对通信质量和传输距离起着至关重要的作用。
本文旨在通过对蓝牙天线的π电路参数进行分析和研究,以期通过优化π天线设计和电路参数来提高蓝牙通信的性能和稳定性。
具体研究目的包括但不限于:深入探讨π天线在蓝牙设备中的设计原理,通过电路参数分析来优化π天线的性能,分析π天线的频率特性以更好地适配蓝牙通信的频段,进行射频性能测试以验证π天线在实际环境下的稳定性和表现,以及探讨如何通过优化π电路参数来进一步优化蓝牙通信的传输距离。
通过对这些研究目的的深入探讨和实验验证,我们将为π天线在蓝牙设备中的应用前景提供更深入的理解和优化策略,同时为未来进一步的研究展望打下基础。
2. 正文2.1 π天线设计原理π天线设计原理是蓝牙设备中的关键组成部分,其设计原理直接影响到整个系统的性能表现。
π天线是一种特殊形状的天线,其名称来源于其形状类似于希腊字母π。
π天线的设计原理主要包括天线的长度、宽度、环绕地线长度和电感等关键参数。
在蓝牙设备中,π天线通常被设计成微带天线或PCB天线的形式,以实现更好的频率特性和较长的传输距离。
π天线的设计原理中,关键参数的选择对天线性能起着至关重要的作用。
天线长度和宽度的选择直接影响到天线的频率特性,而环绕地线的设计则可以有效地提高天线的辐射效率和指向性。
蓝牙天线的π电路参数
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蓝牙天线的π电路参数全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:蓝牙技术在现代生活中扮演着重要的角色,而蓝牙天线则是蓝牙设备中至关重要的组成部分。
蓝牙天线的设计和参数对蓝牙设备的性能起着至关重要的作用。
在蓝牙天线中,π电路是一种常见的天线结构,其参数和特性也对天线性能产生着重要的影响。
π电路是一种常用的传输线天线结构,它具有简单的实现和结构,成本较低,因此在蓝牙天线设计中得到了广泛的应用。
π天线的基本结构是由两个天线元件和一个传输线组成,其中一个元件用作天线发射信号,另一个用作接收信号,传输线用于连接两个元件。
在设计π电路蓝牙天线时,需要考虑一系列参数以保证其良好的性能。
其中最关键的参数包括频率范围、阻抗匹配、增益和辐射效率。
频率范围是指天线可以工作的频率区间,通常设计时需根据蓝牙设备工作频段选择合适的频率范围。
阻抗匹配是指天线与射频传输线之间的匹配情况,一般需要使用匹配网络进行调整以保证信号传输的稳定性。
增益是指天线在某一方向上的电子场放大倍数,增益越高,传输距离就越远。
辐射效率是指天线将输入功率转化为辐射功率的效率,影响着天线的能耗和传输效率。
除了以上几个基本参数外,π电路蓝牙天线的设计还需考虑其辐射图案、带宽和尺寸等因素。
辐射图案是指天线在三维空间中的辐射情况,需要根据具体应用场景选择合适的辐射图案以保证传输稳定性。
带宽是指天线能接收或发射信号的频率范围,通常带宽越宽,传输稳定性就越好。
尺寸通常指天线的物理尺寸大小,对于蓝牙设备来说,小尺寸的天线可以提高设备的便携性和美观性。
在实际的π电路蓝牙天线设计中,通常需要通过仿真软件对天线进行建模,优化设计参数。
通过仿真软件可以模拟不同参数下天线的性能,并根据具体需求进行参数调整以达到最佳性能。
实验测试也是必不可少的一步,通过实际测试可以验证仿真结果,保证天线设计的准确性和可靠性。
π电路蓝牙天线是一种常用的天线结构,其设计参数对蓝牙设备的性能至关重要。
在设计π电路蓝牙天线时,需要考虑频率范围、阻抗匹配、增益、辐射效率等一系列参数,同时也需考虑辐射图案、带宽和尺寸等因素。
蓝牙设备有用哪些天线?
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蓝牙设备有用哪些天线?
在日常生活中,大家都多多少少听说过蓝牙产品,那么各位对其了解又有多少呢?蓝牙设备有用哪些天线呢?
陶瓷天线是一种适合于蓝牙装置使用的小型化天线。
陶瓷天线又分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。
块状天线是使用高温将整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。
而多层天线烧制采用低温共烧的方式讲多层陶瓷迭压对位后再以高温烧结,所以天线的金属导体可以根据设计需要印在每一层陶瓷介质层上,如此一来可以有效缩小天线尺寸,并能达到隐藏天线目的。
由于陶瓷本身介电常数比pcb电路板的要高,所以使用陶瓷天线能有效缩小天线尺寸。
PCB天线是指无线接收和发射用的PCB上的部分。
发射时,它把发射机的高频电流转换为空间电磁波;接收时,它又把从空间获取的电磁波变换成高频电流输入接收机。
它的优点是:空间占用较少,成本低廉,不需单独组装天线,不易触碰损坏,整机组装方便,但有代价---牺牲性能。
缺点是:单个天线场型很难做到圆整,插损高,效率相对低下,容易遭到主板上的干扰。
IPEX天线是一种作为射频电路和天线的接口,被广泛应用于无线局域网(WLAN)相关产品单板上。
它的优点是:场型能控制更好,插损低,信号的方向指向性好,效率高,抗干扰能力强,能减少受到主板上的干扰,而且不用太多的调试匹配,作为终端制造者,只需要外面接一个IPEX的天线即可;当然也有弊端:成本叫高,组装起来比较麻烦。
蓝牙天线设计
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蓝牙天线设计————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ蓝牙天线设计目前最常见的蓝牙天线有偶极天线(dipole antenna),倒F型天线(planar inverted F anternna)、曲流线型天线(meander line antenna)、微小型陶瓷天线(ceramic antenna)、液晶聚合体天线(lcp)和棒状天线(2.4G频率专用)等。
由于这些具有近似全向性的辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点,所以非常适合嵌入蓝牙技术装置使用。
下面主要介绍 4 种天线的设计方法。
1、倒F 型天线倒F型天线是由于其结构与倒置的英文字母 F 相似而得名。
如下图 1 所示。
其中(L+H)只有四分之一波长,而且在其结构中已经包含有接触地金属面,可以降低对模块中接地金属米难的敏感度,所以非常适合用在蓝牙模块装置中。
另外一方面,由于倒 F 型天线只需要利用金属导体配合适当的馈线及天线短路到接地面的位置,故其制作成本低,而且可以直接与pcb电路板焊接在一起,一体化设计。
倒 F 型天线的天线体可以为线状或者片状,若以金属片制作则可以为SMD(suerface-mountde device)组件焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。
此时为了支撑金属片不与接地金属面产生短路,通常会在金属片与接地面之间加入绝缘介质。
当使用介电常数较高的绝缘材料还可以缩小蓝牙天线尺寸。
图 2 给出了倒 F 型天线的pcb设计封装参数。
作为板载天线的一种,倒 F 型天线设计成本低但是增加了一定的体积,但是实际应用中是最长见一的一种。
倒F型天线是1/4 波长天线,除去其天线接入点外,其外轮廓为L 形状。
图 2 中蓝牙天线接入点与蓝牙芯片的天线引脚相连接,外轮廓L型短边接地,天线接入点介于地和天线开放端之间。
板载F型天线一般放在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。
几种低功耗蓝牙板载天线设计
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几种低功耗蓝牙板载天线设计
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。
蓝牙天线的工作原理
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蓝牙天线的工作原理
蓝牙天线是一种用于接收和发送蓝牙无线信号的设备,它通过与蓝牙芯片配对来实现无线通信。
蓝牙天线的工作原理主要包括天线接收和发送两个过程。
在接收方面,蓝牙天线通过接收来自其他设备的无线信号来建立蓝牙连接。
当其他设备发送蓝牙信号时,蓝牙天线会接收到这个信号并将其传递给蓝牙芯片。
蓝牙芯片会解码信号并将数据传递给蓝牙模块或主控制器进行进一步处理。
在发送方面,蓝牙天线通过蓝牙芯片发送信号给其他设备。
当蓝牙芯片需要发送数据时,它会将数据传递给蓝牙天线。
蓝牙天线会将这些数据转换为无线信号并通过天线进行发送。
其他设备的蓝牙天线接收到信号后,会进行相应的解码和处理。
蓝牙天线的工作原理依赖于无线电波的传输和接收。
蓝牙信号属于无线电频段,一般工作在2.4GHz的频率范围。
蓝牙天线
通过在这个频段上发送和接收无线信号来实现蓝牙通信。
总的来说,蓝牙天线的工作原理是利用无线电波的传输和接收,通过将数据转换为无线信号来实现蓝牙通信。
它在蓝牙设备中扮演着重要的角色,实现了设备之间的无线连接和数据传输。
新型板载蓝牙天线说明书
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020732487.3(22)申请日 2020.05.07(73)专利权人 深圳市晶讯软件通讯技术有限公司地址 518000 广东省深圳市南山区学苑大道1001号南山智园A5栋3楼(72)发明人 闵意海 (74)专利代理机构 深圳市精英专利事务所44242代理人 涂年影(51)Int.Cl.H01Q 1/38(2006.01)H01Q 1/50(2006.01)H01Q 1/52(2006.01)(54)实用新型名称新型板载蓝牙天线(57)摘要本实用新型公开了新型板载蓝牙天线,包括:PCB板、设于PCB板的一面用于发射或接收电磁波信号的天线本体及设于PCB板的另一面用于为天线本体提供净空区的天线屏蔽组件;天线本体包括天线接地部、天线馈电部及辐射振子;天线接地部的一端作为天线本体的接地端接地,其另一端同时与天线馈电部的一端及辐射振子的一端电连接;天线馈电部的另一端作为天线本体的馈电点。
上述的新型板载蓝牙天线,天线屏蔽组件可对天线本体背面的电磁波信号进行屏蔽,可参与谐振并优化天线的辐射方向,通过增加天线屏蔽组件可减少其它环境因素对天线本体的干扰,在天线本体保持小尺寸的情况下大幅提高天线增益,可同时兼顾小尺寸及高性能。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 212062680 U 2020.12.01C N 212062680U1.一种新型板载蓝牙天线,其特征在于,所述板载蓝牙天线包括:PCB板、设于所述PCB 板的一面用于发射或接收电磁波信号的天线本体及设于所述PCB板的另一面用于为所述天线本体提供净空区的天线屏蔽组件;所述天线本体包括天线接地部、天线馈电部及辐射振子;所述天线接地部的一端作为所述天线本体的接地端接地,其另一端同时与所述天线馈电部的一端及所述辐射振子的一端电连接;所述天线馈电部的另一端作为所述天线本体的馈电点;所述天线屏蔽组件包括金属附着层及电容;所述电容的两端分别连接所述金属附着层及所述PCB板的PCB附铜层。
蓝牙天线阻抗匹配简单方法
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蓝牙天线阻抗匹配简单方法蓝牙天线的阻抗匹配对于提高无线信号的传输效率和距离是非常重要的。
阻抗匹配可以通过以下几种简单的方法来实现:1. 使用匹配网络(Match Network):匹配网络是由一系列电阻、电容和电感元件组成的网络,它可以用来调整天线的输入阻抗,使其与蓝牙模块的输出阻抗相匹配。
对于蓝牙应用,常用的匹配网络是L型匹配网络或π型匹配网络。
2. 使用阻抗匹配器:阻抗匹配器是一种电子设备,它可以自动调整电路的阻抗,以实现最佳匹配。
阻抗匹配器通常使用在高频应用中,如无线通信和射频传输。
3. 调整天线长度:对于非有源天线,可以通过调整天线的长度来改变其阻抗,直到找到与蓝牙模块阻抗相匹配的长度。
这种方法简单易行,但可能需要多次尝试和调整。
4. 使用有源天线:有源天线内置了匹配电路,可以自动实现阻抗匹配。
这种天线通常更昂贵,但在需要高稳定性和高效率的应用中非常实用。
5. 使用蓝牙模块的内部匹配功能:一些蓝牙模块内置了阻抗匹配功能,可以直接与天线相连,无需额外的匹配电路。
在选择蓝牙模块时,可以查看其规格书,了解是否具有内置的阻抗匹配功能。
6. 使用软件工具:有一些软件工具可以帮助设计匹配网络,如CST Microwave Studio、ADS(Analog Design Studio)等。
这些工具可以模拟天线和匹配网络的性能,帮助你找到最佳的匹配方案。
在实际应用中,选择哪种方法取决于具体的应用场景、成本预算和性能要求。
通常,首先考虑使用蓝牙模块内置的匹配功能或者有源天线,因为这些方法简单且有效。
如果这些方法不能满足要求,再考虑使用匹配网络或阻抗匹配器。
户外蓝牙基站工作原理

户外蓝牙基站工作原理
户外蓝牙基站是一种用于提供蓝牙信号覆盖范围的设备,工作原理如下:
1. 收发器:户外蓝牙基站内置收发器,它能够接收来自蓝牙设备的信号,并发送信号到蓝牙设备。
收发器通常支持多个蓝牙协议,如蓝牙
2.1、蓝牙4.0等。
2. 天线:户外蓝牙基站内置天线,用于接收和发送蓝牙信号。
天线负责把收发器发送的信号转
化为无线电波并发送到空中,同时接收从蓝牙设备发送过来的无线电波。
3. 信号处理:户外蓝牙基站在接收到来自蓝牙设备的信号后,通过信号处理技术对信号进行处理。
信号处理可以包括信号解调、解码、差错校正等操作,以确保信号的准确性。
4. 数据传输:户外蓝牙基站可以将接收到的信号转化为数据,并将数据传输给蓝牙设备。
同时,户外蓝牙基站还可以从蓝牙设备接收数据,并将其转化为信号通过天线发送出去。
5. 覆盖范围:户外蓝牙基站通过天线发射蓝牙信号,信号的覆盖范围通常为几十米到几百米不等,可以根据需求进行调整。
总而言之,户外蓝牙基站通过收发器、天线、信号处理等技术,实现了在户外环境中提供蓝牙信号覆盖的功能。
它可以接收来自蓝牙设备的信号并转化为数据,同时可以将数据转化为信号
发送给蓝牙设备,从而实现了蓝牙设备之间的无线通信。
蓝牙耳机连接工作原理

蓝牙耳机连接工作原理蓝牙技术的发展促进了无线通信设备的普及和便携性的提高。
蓝牙耳机作为其中的一种产品,越来越受到人们的关注和使用。
本文将介绍蓝牙耳机连接工作的原理,从硬件和软件两方面进行详细分析。
一、硬件原理蓝牙耳机的连接工作主要依赖于以下硬件组件:蓝牙芯片、天线、控制电路和音频部件。
1. 蓝牙芯片:蓝牙耳机内部集成了蓝牙芯片,它是连接设备的核心部件。
蓝牙芯片负责实现蓝牙协议的通信功能,能够与其他蓝牙设备进行数据传输和通信。
蓝牙芯片通常支持多种蓝牙协议规范,如低功耗蓝牙(BLE)和经典蓝牙。
2. 天线:蓝牙耳机内置一根天线,用于接收和发送无线信号。
天线的类型和设计直接影响蓝牙耳机的通信质量和距离。
合理设计的天线可以提供更好的信号覆盖范围,从而增强蓝牙耳机的连接稳定性。
3. 控制电路:控制电路是蓝牙耳机的大脑,通过处理蓝牙芯片传输的数据信号,控制耳机的各项功能。
控制电路包括微处理器、存储器和其他电子元器件,通过它们可以实现蓝牙耳机的音频播放、通话、音量调节等操作。
4. 音频部件:蓝牙耳机的音频部件包括扬声器和麦克风。
扬声器接收来自手机或其他蓝牙设备的音频信号,并转换为声音输出;麦克风则接收声音,并将其转换为电信号,通过蓝牙耳机的电路传输给连接设备。
二、软件原理除了硬件,蓝牙耳机的连接工作还依赖于以下软件环节:蓝牙协议栈、设备配对和安全认证。
1. 蓝牙协议栈:蓝牙协议栈是蓝牙设备进行通信的关键软件组件。
它由一系列的协议层组成,包括物理层、链路层、网络层和应用层。
不同层次的协议负责处理不同的功能和任务,共同实现蓝牙设备之间的数据传输和通信。
2. 设备配对:蓝牙设备之间的配对过程是保证连接安全性的重要步骤。
在配对过程中,耳机和连接设备互相验证身份,并可以设置访问权限和密码等参数。
一旦配对成功,蓝牙设备将建立安全的连接,确保数据传输的隐私和稳定性。
3. 安全认证:蓝牙耳机连接工作中的安全认证主要包括蓝牙认证和加密传输。
蓝牙天线原理
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蓝牙天线原理
蓝牙技术是无线通信技术中的一种,它采用了特定的射频通信协议,能够让不同的设
备之间进行无线通信传输。
在蓝牙技术中,天线是起到非常重要的作用的。
蓝牙天线的作用是将设备的无线信号转换成电磁波信号,以便与其他设备进行通信。
蓝牙天线有着一些独特的特性,例如比较小的尺寸和较低的功耗。
因此,它能够被放置在
各种设备中,并且不会消耗过多的电力。
一般来说,蓝牙天线可能有多种类型和形式,其中最常见的有片状天线和贴片天线。
片状天线最为普遍,它通常使用陶瓷子底板,铜箔等材料制成,其工作频段一般为2400MHz-2500MHz,板厚为0.3-0.5mm,其较低的重量和适当的尺寸适合于很多小型的移动设备应用。
贴片天线是一种小尺寸、轻量级的天线,其主要特点是能够模拟多个频段,并
且具有可调谐特性,可以通过软件调整天线的频率,以适应不同的应用场合。
到目前为止,蓝牙技术已经衍生出多个版本,例如蓝牙4.0和蓝牙5.0等。
与此同时,蓝牙天线也在不断地发展。
例如,在蓝牙5.0的新版本中,引入了一种名为“方向性传输
模式”的新技术,它通过控制天线的方向,可以实现更高效的通信传输。
这些天线现在已
经成为了NFC技术在移动支付领域的重要应用。
总之,蓝牙技术在当今的无线通信领域具有广泛的应用。
而蓝牙天线的不断发展,也
将会使这项技术更加强大和实用。
蓝牙天线设计
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蓝牙天线设计蓝牙天线设计目前最常见的蓝牙天线有偶极天线(dipole antenna),倒 F 型天线(planar inverted F anternna)、曲流线型天线(meander line antenna)、微小型陶瓷天线(ceramic antenna)、液晶聚合体天线(lcp)和棒状天线(2.4G 频率专用)等。
由于这些具有近似全向性的辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点,所以非常适合嵌入蓝牙技术装置使用。
下面主要介绍 4 种天线的设计方法。
1、倒F 型天线倒F型天线是由于其结构与倒置的英文字母 F 相似而得名。
如下图 1 所示。
其中(L+H)只有四分之一波长,而且在其结构中已经包含有接触地金属面,可以降低对模块中接地金属米难的敏感度,所以非常适合用在蓝牙模块装置中。
另外一方面,由于倒 F 型天线只需要利用金属导体配合适当的馈线及天线短路到接地面的位置,故其制作成本低,而且可以直接与pcb电路板焊接在一起,一体化设计。
倒 F 型天线的天线体可以为线状或者片状,若以金属片制作则可以为SMD(suerface-mountde device)组件焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。
此时为了支撑金属片不与接地金属面产生短路,通常会在金属片与接地面之间加入绝缘介质。
当使用介电常数较高的绝缘材料还可以缩小蓝牙天线尺寸。
图 2 给出了倒 F 型天线的pcb设计封装参数。
作为板载天线的一种,倒 F 型天线设计成本低但是增加了一定的体积,但是实际应用中是最长见一的一种。
倒 F 型天线是1/4 波长天线,除去其天线接入点外,其外轮廓为L 形状。
图 2 中蓝牙天线接入点与蓝牙芯片的天线引脚相连接,外轮廓L 型短边接地,天线接入点介于地和天线开放端之间。
板载F型天线一般放在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。
图 3 给出了倒 F 型天线在PROTEL 中制作成板载天线的应用示范:2、曲流型天线曲流型天线的长度比较难确定。
KT6368A蓝牙芯片的天线注意事项_倒F型-蛇形_陶瓷天线的区别
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一、简介KT6368A蓝牙芯片的天线,其实要求并不高,那是因为RF射频已经算是非常非常成熟的技术了,所以不能用老的眼光去看待目前的RF芯片1、即使KT6368A的天线脚,啥也不接,直接引出一根导线,都可以达到10M的样子2、我们的资料包里面也提供了参考的天线封装,以及参考设计3、如果板子的空间不允许放天线,那么可以设计蛇形天线,没什么问题。
==》注意,这些都是距离保持在15米的设计,当然设计要求30米以外的效果,那就不支持了。
单反样品测试好了,批量就不会有什么问题==》BLE技术,其实对外的辐射是很小很小的,因为毕竟功率摆在那里==》对于距离要求高一点,反而更应该注意晶振的匹配度,这个其他文档有描述二、详细描述2.1硬件PCBlayout注意点1、主控芯片上所有退耦电容都必须尽量靠近芯片管脚放置,退耦电容地的回路尽量短2、优先考虑蓝牙天线的摆放位置,RF天线必须靠近板边(某些结构可能做不到,但必须找一空旷的区域)。
蓝牙天线匹配电路必须靠近RF引脚放置,天线走线尽量短。
蓝牙天线的铺地,以发给天线封装里面外框黄线为基准,天线左右两边空间允许的情况下,尽量宽点。
如上图。
3、24M晶振必须靠近芯片的时钟管脚(BTOSCO和BTOSCI)放置。
24M晶振走线必须做立体包地,远离干扰源,走线时不要与其他数据线并行走线。
类型详细说明天线1--倒F型1、距离有要求的,尽量按照这个去设计天线,资料包里面都提供了参考,直接复制粘贴即可2、天线一定要靠板边,远离金属3、适用于板子的空间够大的应用场景天线2-陶瓷天线增加成本,网上很多,性能好这种只适合于,客户的板子大小严重受限,并且对蓝牙的性能有一定的要求。
如果要求高,建议使用陶瓷天线1、参考例子1---单极型天线--也叫蛇形天线如上图,天线就是自己随意画的,都已经批量生产很多了。
当然蛇形天线,设计的时候就需要根据自己的板子情况,注意线长、线宽、间距等等参数。
没有什么标准四、总结当然一切的一切,就是我们是数据蓝牙,不是用来放音乐的,所以在RF这块要求是很低的,毕竟数据量摆在那里,相比较放音乐的蓝牙芯片,蓝牙数据芯片数据量太小了所以天线的设计,不用想的那么神秘天线的原则如下:板子空间够大,就用我们给出的倒F型天线,成本要求不高就用陶瓷天线,板子空间小,并且成本要求高就用蛇形天线如果对于距离要求很高,这个就必须上陶瓷天线,供应商自己网上找,很好找,我们不提供这一块的服务。
蓝牙耳机中的LDS天线
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蓝牙耳机中的LDS天线在2019年新一代的真无线耳机中,我们听到了比较多关于“LDS”天线的概念,它到底是什么样子的呢?我们通过漫步者TWS1和TWS5两款真无线耳机拆解,来看看真无线蓝牙耳机天线的样子。
其中,TWS1不是LDS天线,而TWS5是LDS天线。
漫步者EDIFIER TWS1 真无线蓝牙入耳式耳机-对比TWS5LDS天线是目前电子设备常见天线的一种,与传统的将天线结构装在PCB版,然后引出一根“线”做天线的结构相比,LDS当然有很多优势。
LDS是Laser-Direct-structuring的缩写,即激光直接成型缩写,根据百度百科等信息,这里做个简单介绍,介绍摘选自网络词典。
利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动,将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上,在几秒钟的时间内,活化出电路图案。
简单的说就是利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属,这样就可以直接将天线做在外壳上。
某iPhone X手机内的各种LCP天线拆解转载自网络iPhone Xs的背面结构下层就是LCP天线转载自当然,目前并不是大多手机都在用LDS天线,因为还有LCP液晶柔性电路板也可以做天线,比如如图所示iPhone X的天线。
两种天线各自电性能方面的优缺点,我们不专业,也说不好。
在手机上的应用,如果有机会改日再聊。
来看看TWS5上的LDS天线是怎么回事呢?如图所示,在耳机背壳外侧一面其实有一层LDS所在的一个“塑料片”,肉眼看就是那个银灰色的部分,它背扣在了耳机外壳内,自己其实独成一片。
眼睛和触感很难发现它的特别之处,以为就是耳机塑料外壳的装饰片一样。
银灰色的部分其实是LDS外的金属镀层,而在薄薄的一片内已经用LDS做好了天线以及触摸所需要的电路。
如图所示,耳机的PCB板上有两个金属柱和这个镀层接触,就实现了天线外加触摸操作的功能。
漫步者EDIFIER TWS5 真无线蓝牙耳机-拆解-外壳与LDS天线位置展示漫步者EDIFIER TWS5 真无线蓝牙耳机-拆解-外壳与LDS天线位置展示漫步者EDIFIER TWS1 真无线蓝牙耳机-拆解-外壳与LCP天线位置展示再来看TWS1上的天线,那个黄色的似乎也是柔性电路板,由于信号并不复杂可能成本也不会像手机上的成本那么高。
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蓝牙天线蓝牙可以是一种低成本、低功率以及短距离无线通讯的技术,可以广泛的应用在任何个人行动通讯设备上。
而随着1999年1.0版蓝牙规范的正式制订,一场短距离无线通讯网路的革命似乎已经展开,而由蓝牙概念所发展出来的无线个人局域网络(Personal Area Network, PAN)也正式成立。
到目前为止,由于市面上所推出的蓝牙相关产品尚未完全普及,「蓝牙」这个让人耳熟能详的名词在产品应用上还是给人有「犹抱琵琶半遮面」的感觉。
探究其产品尚未全面化推出的原因除了蓝牙规范尚未完全底定外(2.0版正在发展中);另一重要的因素则是整个蓝牙模块的价格仍然居高不下,使得蓝牙产品的售价偏高,以Ericsson所推出的蓝牙耳机为例,其预估的售价便高达200美元左右。
于是,降低模块的价格便成了蓝牙芯片提供厂商与外围组件制造厂商致力发展的方向。
「天线」,是在无线通讯系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件。
由于目前技术尚无法将天线整合至半导体制程的芯片中,故在蓝牙模块里除了核心的系统芯片外,天线是另一具有影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。
在各种不同的蓝牙应用产品中,所使用的天线设计方法与制作材质也不尽相同。
选用适当的天线除了有助于搭配产品的外型以及提升蓝牙模块的传输特性外,还可以更进一步降低整个蓝牙模块的成本。
这是提供给蓝牙系统厂商在寻求低价格的系统芯片外,另一个可能降低模块成本的考量方向。
在本文中将介绍蓝牙天线的设计考量、相关重要参数、蓝牙天线的种类以及在产品上的应用考量。
重要的天线参数天线最主要的功能在于转换传播介质中(通常是空气介质)辐射电磁波能量与收发机所送出或收到的能量。
在能量转换的过程中,会出现有收发机与天线及天线与传播介质之间的不连续接口。
在无线通讯系统中,天线必须依照这两个接口的特性来做适当的设计,以使得收发机、天线以及传播介质之间形成一个连续的能量传输路径,如此便可以顺利的将发射机的能量藉由发射天线辐射到传播介质中,并藉由接收天线将辐射电磁波的能量传送到接收机端。
为了能够说明这两个接口的各项特性,图1列出了一些重要的参数,以下就这些参数的定义加以说明:天线输入阻抗(Input Impedance)天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。
为了让天线与收发机电路间达到阻抗匹配(Impedance Matching)以降低因不匹配现象所造成的反射损失(Return Loss),故天线的输入阻抗必须与收发机电路的输出阻抗互相匹配,如此一来才不至于使得大部份能量在天线与收发机之间就损耗掉。
以一般的天线设计来说,通常输入阻抗是无法做大范围的改变。
最普遍的设计方式是将天线的输入阻抗设计在一般电路中所常使用的50奥姆,如此便可以与收发机电路的输出阻抗达到50奥姆匹配。
但是在特殊的收发机电路设计中,输出阻抗不一定会是50奥姆,此时便需在收发机电路与天线输入端之间设计一个外加的阻抗匹配网络来将天线的输入阻抗值转换到收发机的输出阻抗值。
用来表示阻抗匹配状况的反射损耗,单位为dB。
其数学表示式可以写成:Return Loss(RL)=-20log|r|(dB)其中Γ为天线输入端与收发机输出端之间的反射系数,亦可以天线输入阻抗Za与收发机输出阻抗Zt来表示之:Γ=(Za-Zt)(Za+Zt)由以上两式便可轻易得知RL、Za与Zt三者之间的关系。
举例来说,当天线输入端的RL达到-10dB时,表示由发射机所送入天线的能量将有10%会因为天线与发射机之间的阻抗不匹配而造成能量损失;假设此时发射机的输出阻抗Zt为50奥姆,则可得知天线的输入阻抗Za为96奥姆,由此可验证天线与发射机之间的阻抗并不匹配。
操作频率(Operating Frequency)与频宽(Bandwidth, BW)天线的操作频率需涵盖整个系统所可能使用到的频带,而整个工作频带范围内的最高操作频率fU与最低操作频率fL间的差值即为天线的操作频宽。
通常,天线的频宽大小都以百分比来表示:BW=(fU -fL)/fC×100%其中,fC是中心操作频率。
以蓝牙为例,其操作频率范围如表1所示,故天线的最小操作频宽需为83.5 MHz,也就是3.4%。
在了解了天线操作频宽的定义后,还需要知道如何决定天线的操作频率范围。
一般最常使用的是电压驻波比(VSWR)2:1的标准,如此一来由一连串VSWR小于2.0的频率点所组成的频率范围即为天线的操作频宽。
通常用来决定操作频宽的标准是随着不同的通讯系统而会有所差异,例如VSWR需小于1.5的标准。
但对蓝牙来说,VSWR小于2.0的条件已经可以符合系统上的需求。
辐射场型(Radiation Pattern)辐射场型是用来描述由天线所辐射出的能量与空间中任意位置的相互关系,藉由辐射场型图可以得知由天线所辐射出来的电磁波在空间中每一个位置的相对强度或绝对强度。
以最常见的偶极天线(Dipole Antenna)为例,图2为偶极天线在远场(Far-field)量测系统中的坐标参数示意图,其辐射场型图是以图3之水平面(Azimuth)及垂直面(Elevation)两个正交平面的二维场型图来表示。
简单来说,所谓水平面的辐射场型图即为由z轴上往偶极天线看下去所得到的电磁波强度在x-y平面上的分布图;而垂直面的辐射场型图则为由天线的侧面(即x-y平面上)往偶极天线看进去所得到的电磁波强度在x-z或y-z平面上的分布图。
以偶极天线的水平面场型来看,电磁波强度在任意方向上都相等,这就是所谓的全向性(Omni-directional)辐射场型;但在垂直面场型中,电磁波强度则是在θ等于90度的方向上有最大值,是属于具有方向性(Directional)的辐射场型。
故由天线的辐射场型可以决定天线的摆放位置以及得知天线的最佳发射与接收方向等辐射特性。
指向性(Directivity)与天线增益(Gain)天线的指向性与其辐射场型有关,所以指向性也是方位角的函数,其定义如下:D(θ,ψ)=【天线在(θ,ψ)方向上的辐射强度】/【全向性天线的辐射强度】由于全向性天线在任意方向上的辐射强度都相同,所以在上述指向性的定义中被当作为参考的标准值,故指向性是以dBi为单位。
由以上的定义不难发现,指向性越高的方向其实就是天线辐射能量越集中的方向。
但是在实际的应用上,由于必须考虑天线本身的辐射效率(Efficiency)问题,故通常都以天线增益的大小来代替指向性,两者之间的关系为:G(θ,ψ)=eD(θ,ψ)其中,天线的辐射效率高低与电磁波辐射过程中所损失的能量多寡有关。
图4说明了利用天线来做能量传送与接收的过程中所有可能会产生的能量损失,这些损失的能量包括了天线输入端阻抗不匹配造成的能量反射、天线本身的材质在高频下所产生的能量损耗以及在传播介质中所消耗的能量。
通常天线增益都以最大值来表示,故可将天线增益简单的以G来表示,其单位亦为dBi。
蓝牙天线在不同操作模式下的设计考量蓝牙的传输模式是以一个微微网(Piconet)为基础,一个微微网内可以同时存在七个蓝牙的从动装置(Slave)与一个主动装置(Master),在同一个微微网内所有从动装置的跳频序列(Frequency Hopping Sequence)必须与主动装置互相配合。
如图5所示,在微微网的基础下可以容许单点对单点(Point to Point)、单点对多点(Point to Multipoint)以及数个微微网互相链接的多种传输模式。
在以上这些模式中,不论是微微网内的主动或是从动装置,因为都需要与网内随时改变位置的从动或主动装置联系,故这些装置所使用的天线辐射场型必须是近似全向性的,若是使用指向性过高的天线来做传送或接收,将会造成两个蓝牙装置之间的讯号在某些相对角度上无法正常传送。
图6是在室内环境使用固定式的接取装置(Access Point, AP)来与其它蓝牙装置进行传输的模式。
由于接取装置AP已经被固定在室内的某些适当位置以便对室内的蓝牙装置做数据传输,所以使用在AP装置上的天线不一定需要全向性,反而是依安装位置及传输范围来设计在固定方向上具有高指向性的天线才能得到最好的传输效果。
至于其它的蓝牙装置仍是以全向性的天线最能符合其需求。
蓝牙天线的种类目前最常见的蓝牙天线种类包括有偶极天线(Dipole Antenna)、PIFA(Planar Inverted F Antenna)天线以及微小型陶瓷天线(Ceramic Antenna)等。
由于这些天线具有近似全向性的辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点,所以非常适合蓝牙装置的使用,以下便对这些天线做一介绍:偶极天线偶极天线的外观通常是圆柱状或是薄片状,其在天线底端有一转接头做为能量馈入的装置,而与蓝牙模块之射频前端电路所外接的转接头相互连接(如图7所示)。
另外一种天线外接方式是使用可旋转式转接头,这种方式的优点在于天线可以依照使用需求做任意角度的旋动并藉以提高传输效果,但是其缺点在于可旋转式接头的成本较高。
偶极天线的长度与其操作频率有关,一般常用的设计是使用半波长或四分之一波长来做为天线的长度。
另外,偶极天线亦可以应用平面化的设计方式将蓝牙天线设计为可焊接在电路板上的SMD(Surface-Mounted Device)组件,或是直接在PCB电路板上以简单的微带线(Microstrip Line)结构来设计天线(如图8所示),如此可得到低成本的隐藏天线,并有助于产品外观的多样化设计。
PIFA天线PIFA天线是以其侧面结构与倒反的英文字母F外观雷同而命名(如图9所示)。
PIFA天线的操作长度只有四分之一操作波长,而且在其结构中已经包含有接地金属面,可以降低对模块中接地金属面的敏感度,所以非常适合用在蓝牙模块装置中。
另一方面,由于PIFA天线只需利用金属导体配合适当的馈入及天线短路到接地面的位置,故其制作成本低,而且可以直接与PCB电路板焊接在一起。
PIFA天线的金属导体可以使用线状或是片状,若以金属片状制作则可设计为SMD组件来焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。
此时为了支撑金属片不与接地金属面产生短路,通常会在金属片与接地面之间加入绝缘的介质,如果使用介质常数(Dielectric Constant)较高的绝缘材质还可以缩小蓝牙天线的尺寸。
陶瓷天线陶瓷天线是另外一种适合于蓝牙装置所使用的小型化天线。
陶瓷天线的种类可分为块状(Block)陶瓷天线与多层(Multilayer)陶瓷天线,前者是使用高温(摄氏1000度以上)将整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部份印在陶瓷块的表面上;后者则采用低温共烧(LowTemperature Cofired)的方式将多层陶瓷迭压对位后再以800~900度的温度烧结,所以天线的金属导体可以依设计需要印在每一层陶瓷介质层上,如此一来便可有效缩小天线所需尺寸,并能达到隐藏天线设计布局的目的(如图10所示)。