陶瓷天线布线设计
陶瓷(微带)天线调试方法
▲L2007.05.30陶瓷天線微調手則目前GPS 業界最常使用的陶瓷天線有兩種，分別為偏心饋入式及中心饋入式陶瓷天線，這兩種形式的天線是以饋入點位置作區別，所謂的偏心饋入其饋入點位置在陶瓷天線正中心偏一角的對角線上 (如Fig-1所示)，而中心饋入式天線其饋入位置並非在其正中心，它是在正中心往上移一點的位置(如Fig-2所示)。
因GPS 衛星為所使用的發射天線為右旋圓極化 (RHCP) 天線，為使待接收的GPS 裝置能順利接收衛星訊號，因此通常在設計接收天線時會使用相同的右旋極化結構來設計，如Fig-1(a)、Fig-2(a)皆為右旋極化結構。
左旋極化結構如Fig-1(b)、Fig-2(b)所示。
(a) RHCP (b) LHCPFig-1，偏心饋入式陶瓷天線(a) RHCP (b) LHCP■ 偏心饋入式陶瓷天線Fig-3此饋入方式是藉由兩互相垂直的模態 (Lx 及Ly) 其共振長度的些微差異 (Lx ≠ Ly) 所形成圓極化輻射波，若Lx > Ly，此為右旋圓極化天線(RHCP antenna)；反之，若Lx < Ly，則為左旋圓極化天線(LHCP antenna)。
因GPS天線需設計為RHCP ，所以Lx > Ly，故Lx為低頻模態( f L)，Ly為高頻模態( f H)。
如圖Fig-4 所示，由Return Loss可看出其兩模態位置，f L 頻率為marker-2，f H 頻率為marker-3，其圓極化中心頻率為marker-1，須特別注意圓極化中心頻率為Smith Chart 兩模態所相交的尖點，並非Return Loss的最低點。
而微調的方式可分為削邊、挖槽縫及截角三種方式，其操作方式如下敘述。
Hf L1、削邊微調Fig-51.1削邊Cut-X對照Fig-5，將Cut-X位置削短(削邊時需注意平整) ，因Lx較原來長度縮短了，相較於微調前低頻模態( f L ) 會往高頻偏移，在高頻模態( f H ) 不變的情況下兩模態變相互靠近了，因此在Smith Chart上可看出原本中心頻率的小圈越來越小，漸漸變成尖點甚至尖點不見了，且在削邊的同時中心頻率( fc )也會跟著變高，如Fig-6所示。
陶瓷天线
陶瓷天线微调手则目前 GPS业界最常使用的陶瓷天线有两种，分别为偏心馈入式及中心馈入式陶瓷天线，这两种形式的天线是以馈入点位置作区别，所谓的偏心馈入其馈入点位置在陶瓷天线正中心偏一角的对角在线 (如 Fig-1所示)，而中心馈入式天线其馈入位置并非在其正中心，它是在正中心往上移一点的位置(如 Fig-2所示)。
因 GPS卫星为所使用的发射天线为右旋圆极化 (RHCP) 天线，为使待接收的 GPS装置能顺利接收卫星讯号，因此通常在设计接收天线时会使用相同的右旋极化结构来设计，如 Fig-1(a)、 Fig-2(a)皆为右旋极化结构。
左旋极化结构如 Fig-1(b)、Fig-2(b)所示。
Fig-1，偏心馈入式陶瓷天线Fig-2，中心馈入式陶瓷天线■偏心馈入式陶瓷天线Fig-3此馈入方式是藉由两互相垂直的模态 (Lx 及 Ly)其共振长度的些微差异(Lx ≠ Ly)所形成圆极化辐射波，若 Lx > Ly，此为右旋圆极化天线(RHCP antenna)；反之，若 Lx < Ly，则为左旋圆极化天线(LHCP antenna)。
因 GPS 天线需设计为 RHCP，所以 Lx > Ly，故 Lx为低频模态( fL)， Ly为高频模态( fH)。
如图 Fig-4 所示，由 Return Loss可看出其两模态位置， fL 频率为 marker-2，fH 频率为 marker-3，其圆极化中心频率为 marker-1，须特别注意圆极化中心频率为 Smith Chart两模态所相交的尖点，并非 Return Loss的最低点。
而微调的方式可分为削边、挖槽缝及截角三种方式，其操作方式如下叙述。
Fig-4Fig-51.1 削边Cut-X对照 Fig-5，将 Cut-X位置削短 (削边时需注意平整) ，因 Lx较原来长度缩短了，相较于微调前低频模态( fL ) 会往高频偏移，在高频模态( fH ) 不变的情况下两模态变相互靠近了，因此在 Smith Chart上可看出原本中心频率的小圈越来越小，渐渐变成尖点甚至尖点不见了，且在削边的同时中心频率( fc )也会跟着变高，如 Fig-6所示。
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。
低功耗蓝牙模块四大板载天线PCB设计方式
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。
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？下面跟随蓝牙模块厂家云里物里一起来看下，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：
一种陶瓷天线及其制造方法[发明专利]
![一种陶瓷天线及其制造方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/269f5af59fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d69f.png)
(10)申请公布号 CN 102509876 A(43)申请公布日 2012.06.20C N 102509876 A*CN102509876A*(21)申请号 201110346574.0(22)申请日 2011.11.04H01Q 1/38(2006.01)(71)申请人上海腾怡半导体有限公司地址201206 上海市浦东新区金粤路202号1幢3楼(72)发明人程学国 李永志(74)专利代理机构上海智信专利代理有限公司31002代理人邓琪(54)发明名称一种陶瓷天线及其制造方法(57)摘要本发明涉及一种陶瓷天线及其制造方法，其中，所述陶瓷天线包括由多层带有无源元件的生瓷带叠压形成的基板，且所述无源元件通过布置在生瓷带上的连线形成预设的天线电路；以及设置在所述基板背面并与该基板烧结在一起的馈点焊盘和固定焊盘。
本发明采用分层立体的走线结构设计，即，将天线电路设置在基板内部，并结合烧结工艺，从而有效缩小陶瓷天线的体积，减轻其重量，提高其可靠性能及改善其方向性，并缩短了其组装周期和制造成本；另外，本发明还采用混有稀土合金的陶瓷介质作为基板材料，从而提高了陶瓷介质的介电常数，使波长变短，耐高温性能提高；因此，能满足移动通信对小型、轻量、低功耗、低相位噪声、高性能的要求。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页1/1页1.一种陶瓷天线的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1，制造多层生瓷带；步骤S2，根据预设的天线电路在所述每层生瓷带上布线，并加工形成器件定位结构；步骤S3，在所述生瓷带的器件定位结构中埋入无源元件；步骤S4，将所述多层带有无源元件的生瓷带按预设顺序叠压形成基板，并使所述无源元件之间形成通路；步骤S5，在所述基板的背面设置馈点焊盘和固定焊盘；步骤S6，将所述基板、馈点焊盘和固定焊盘烧结制成所述陶瓷天线。
G陶瓷天线设计与PCB注意事项
G陶瓷天线设计与PCB注意事项G陶瓷天线是一种新型的天线结构，广泛应用于无线通信领域。
相比传统的PCB天线，G陶瓷天线具有更好的天线增益、较低的失真和更广泛的频率范围。
本文将分别从G陶瓷天线设计和PCB布局等方面介绍G陶瓷天线的设计与PCB注意事项。
1.预定义要求：在设计G陶瓷天线之前，需要明确天线的工作频率范围、增益要求、辐射模式以及其他特殊要求，如天线尺寸限制、工作环境等。
2.材料选择：G陶瓷天线由陶瓷基底和金属电极组成。
在选择陶瓷材料时，需要考虑介电常数、介质损耗、温度特性等因素。
金属电极的选择应考虑导电性能、抗氧化性能和加工性能。
3.天线结构设计：根据预定义的要求，选择适当的天线结构。
常见的G陶瓷天线结构包括印刷呈a、印刷呈h、印刷呈φ等。
4.天线尺寸设计：通过天线尺寸的设计，可以调节天线的工作频率。
一般来说，天线辐射元的长度与工作频率成反比。
在设计过程中，需要进行多次仿真和优化，以满足频率要求。
5.辐射模式设计：根据预定义的辐射模式要求，进行天线辐射模式设计。
常见的辐射模式包括全向辐射、定向辐射和扇形辐射等。
PCB布局注意事项1.天线与其他元件的距离：天线与其他元件之间的距离会影响天线的性能。
尽量将天线远离高频干扰源，如处理器、开关电源等，以减少干扰。
2.地平面设计：PCB上的地平面对天线性能有很大影响。
合理设计地平面，以保证天线的效率和辐射特性。
3.天线位置：将天线放置在最佳位置，以最大限度地提高天线增益和覆盖范围。
同时，需避免与其他元件有机械和电气冲突。
4.地线设计：与地平面类似，地线也会影响天线性能。
有效的通过地线可以提高天线的效率和增益。
5.路径优化：在设计PCB布局时，要尽量简化天线输入和输出路径，减少路径长度和干扰。
同时，根据实际需求合理布局天线输入和输出引脚。
总结G陶瓷天线的设计与PCB布局是无线通信产品设计过程中的重要环节。
在G陶瓷天线设计方面，需要明确预定义要求、选择合适的材料和结构、进行尺寸和辐射模式设计。
陶瓷天线阻抗匹配设计
陶瓷天线阻抗匹配设计English Answer:Ceramic Antenna Impedance Matching Design.Impedance matching is a critical aspect of ceramic antenna design to ensure efficient signal transmission and reception. The impedance of the antenna should be matched to the impedance of the transmission line and the load to minimize signal reflections and maximize power transfer.Matching the impedance of ceramic antennas can be achieved through various techniques, including:Geometry Optimization: Adjusting the shape, size, and dimensions of the antenna can alter its impedance.Material Selection: Using ceramic materials with specific dielectric properties can influence the impedance of the antenna.Proximity to Ground Plane: The distance between the antenna and a ground plane can affect its impedance.Matching Circuit: External matching circuits using capacitors and inductors can be employed to fine-tune the impedance.The specific impedance matching technique depends on the specific application and antenna design requirements. It involves careful analysis and simulation to determine the optimal impedance matching solution.Chinese Answer:陶瓷天线阻抗匹配设计。
陶瓷天线_布板案例
Chip Antenna application note Multilayer Chip Antenna for Wireless Communication1.IntroductionRainsun Chip antenna series is high quality RF component for use inwireless communication device. It consists of the necessary antennaelements such as stripe line and high frequency material. It enablecustomers to quickly and easily develop application for wireless products such as WLAN, Bluetooth, Zigbee and others.1.1 PurposeThis document describes design guide for chip antenna.2. Test environment2.1 InstrumentThe chip antenna specification test base on S-Parameter(S11-Return loss).The parameter tested on Vector Network Analyzer (VNA). VNA alsoprovide the smith chart and other relate antenna specification.2.1 Target Device․Standard antenna test board with SMA connector.․customer product PCB ( contain Rainsun antenna foot printer)3. Antenna Test3.1 Standard antenna test boardAN3216 antenna test board dimension is 35mmx50mm. The boardthickness is 0.6mm.3.2 Antenna measurementConnect the test board to VNA RF port and measure the S11 parameter. Center frequency depends on target application. For most 2.4GHz,the center frequency usually set to 2.45GHz. The band width need 100Mhz(at least) to cover the 2.4GHz to 2.5GHz working frequency.Testing Instrument:Anritsu 37369CVNA(Vector Network Analyzer)Ground PlaneBoard thickness : 0.6mmBoard material : FR4 Unit : mm50 OhmTransmission lineSMA connector3.3 Customer product PCBHere is an example design for Bluetooth headset. The board size andantenna placement shows as figure. Between RF filter and antenna, thereare 3 components. That is matching circuit. This is very important forantenna performance. The antenna center frequency can be fine tune bymatch schematic. Different PCB board size may effect antenna centerfrequency or performance.In this example, the PCB is 4 layer design. Top layer for component place and routing. 2nd layer is ground plane. 3rd layer is power plane. 4th layer is routing layer. PCB thickness is 0.8mm.Top layer GND plane Power plane Bottom layer4. Application designguideBest Choice Acceptable1. Placement of the antennaThe antenna shall be placed on a area without underlying ground plane at the edge of the PCB oriented as above. Ground plane area surrounding the antenna should be with minimum clearence 3mm.2. Placement of 2.4 GHz moduleTo avoid losses in the strip line, the module shall be placed as close to the antenna as possible.3. Strip lineThe strip line impendence must be dimensioned according to your specific PCB (see fig.2) to 50 Ohm. No crossing strip lines are allowed between the strip line and its ground plane.4. Via Connections on PCBTo avoid spurious effects via connections must be made to analogue ground. Via connection depends on PCB layout design. Figure 2 for reference only.5. Component matchingComponent values are depending on antenna placement,PCB dimensions and location of other components. PCB dimension and antenna location will effect the antenna frequency.6. DC BlockIt might be needed depending on RF Module or chip hardware design.7. ClearanceNo components allowed within the clearence area with a minimum distance to other components. The minimum distance is 3mm.Ground plane areaClearance area。
用于WCDMA系统移动终端陶瓷天线的设计与实现的开题报告
用于WCDMA系统移动终端陶瓷天线的设计与实现的开题
报告
1. 研究背景和目的
随着WCDMA系统的广泛应用，移动终端的天线设计和性能变得越来越重要。
现有的天线材料和结构无法满足高频和高速通信的需求，因此需要开发新的天线材料和结构。
本研究的目的是设计和实现一种陶瓷天线，用于WCDMA移动终端。
通过使用高性能陶瓷材料和优化的结构设计，可以提高天线的效率和抗干扰能力，从而提高移动终端的通信质量和性能。
2. 研究内容和方法
本研究的主要内容包括以下方面：
（1）陶瓷材料的选择和特性分析：通过评估各种陶瓷材料的特性和性能，选择最适合WCDMA移动终端天线的陶瓷材料。
（2）天线结构的设计和仿真：根据终端的尺寸和使用条件，设计出合适的陶瓷天线结构，并使用仿真软件对其性能进行评估和优化。
（3）天线制作和测试：使用选定的陶瓷材料制作天线，并进行实验测试，评估天线的效率、抗干扰等性能指标。
本研究采用理论分析、仿真计算、制作和实验测试等方法，综合评估陶瓷天线的性能和可行性。
3. 预期结果和意义
预计本研究可以设计和实现一种高性能的陶瓷天线，该天线具有以下特点：
（1）高效率：通过优化结构和材料选择，可以提高天线的辐射效率，从而提高天线的性能。
（2）抗干扰能力强：陶瓷材料本身就具有良好的阻燃和EMI抗干扰性能，加上合适的设计和处理，可以提高天线的抗干扰能力。
（3）适应多频段：陶瓷天线的设计灵活性强，可以适应多种频段和通信标准。
该研究的成果可以为WCDMA移动终端的天线设计和优化提供新的思路和方案，同时推动陶瓷材料在通信领域的应用。