蓝牙天线机介绍
pcb 蓝牙天线及蓝牙设备说明书
(10)授权公告号 (45)授权公告日 2015.01.07C N 204088566U (21)申请号 201420543316.0(22)申请日 2014.09.19H01Q 1/38(2006.01)H01Q 1/48(2006.01)H04B 5/00(2006.01)(73)专利权人卓荣集成电路科技有限公司地址中国香港新界沙田香港科学园科技大道西6号集成电路开发中心7楼705-707室(72)发明人贺新华(74)专利代理机构珠海智专专利商标代理有限公司 44262代理人林永协(54)实用新型名称PCB 蓝牙天线及蓝牙设备(57)摘要本实用新型提供一种PCB 蓝牙天线及蓝牙设备，PCB 蓝牙天线具有PCB 基板，PCB 基板上印刷有蓝牙天线，蓝牙天线包括长条状的参考地部分，参考地部分的端部连接接地端部分的第一端，接地端部分的第二端连接有信号接入端部分，信号接入端部分的一端与谐振臂部分连接，其中，谐振臂部分为曲折状。
蓝牙设备具有主控制器以及上述的PCB 蓝牙天线。
本实用新型的PCB 蓝牙天线面积小，且辐射距离长，满足蓝牙设备的工作要求。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书3页 附图3页(10)授权公告号CN 204088566 U1.PCB蓝牙天线，包括：PCB基板，所述PCB基板上印刷有蓝牙天线，所述蓝牙天线包括长条状的参考地部分，所述参考地部分的端部连接接地端部分的第一端，所述接地端部分的第二端连接有信号接入端部分，所述信号接入端部分的一端与谐振臂部分连接；其特征在于：所述谐振臂部分为曲折状。
2.根据权利要求1所述的PCB蓝牙天线，其特征在于：所述谐振臂部分包括至少二段与所述信号输入端部分平行的第一部分以及与所述参考地部分平行的第二部分,所述谐振臂部分末端的所述第一部分的长度为其他第一部分的长度的一半。
2.4g板载天线工作原理
2.4g板载天线工作原理2.4GHz板载天线工作原理随着无线通信技术的发展，2.4GHz频段的应用越来越广泛，而板载天线作为一种常见的天线形式，被广泛应用于无线设备中。
本文将介绍2.4GHz板载天线的工作原理。
一、背景介绍随着物联网、无线通信等技术的迅猛发展，无线设备的需求也越来越大。
尤其是在2.4GHz频段，无线网络、蓝牙、无线传感器等应用广泛。
而板载天线作为一种集成度高、适用于小型设备的天线形式，成为了2.4GHz频段应用中常见的选择。
二、板载天线的结构组成板载天线是指将天线直接集成在电路板上的天线形式。
通常由天线元件、馈线以及与电路板相连的匹配电路等组成。
其中，天线元件一般采用PCB打印工艺制作，可以是线性天线、贴片天线等形式。
三、天线元件的特性与选择天线元件的特性直接影响着天线的性能。
在2.4GHz频段中，一般选择具有较好性能的天线元件，如PCB打印的贴片天线。
这种天线元件体积较小，频段适应性好，并且具有较高的辐射效率和天线增益。
四、馈线与匹配电路在设计板载天线时，合适的馈线和匹配电路能够提高天线的性能。
馈线的长度和宽度应根据设计需求和电路板的尺寸来确定，以确保天线能够正常工作，并且有良好的阻抗匹配。
匹配电路一般采用电感和电容来实现，以进一步提高天线的阻抗匹配。
通过合理设计匹配电路的参数，可以改善天线的反射损耗和传输效率。
五、板载天线的辐射原理板载天线的工作原理基于安培环路定理和法拉第电磁感应定律。
当电流通过天线元件时，会在周围产生一个电磁场。
通过馈线和匹配电路的设计，将电磁能量转化为电磁波，并向空间辐射。
六、优化设计与性能提升在设计2.4GHz板载天线时，需要考虑到天线的辐射效率、工作带宽、方向性等因素。
通过优化天线元件的几何结构、馈线的设计以及匹配电路的参数选择，可以提高天线的性能。
七、应用领域及发展趋势2.4GHz板载天线广泛应用于各种无线设备中，如智能穿戴设备、智能家居、车联网等。
无线技术之蓝牙技术概论
9 mm 18 mm
蓝牙芯片
第6代蓝牙芯片
蓝牙芯片
蓝牙集成电路应用简单、成本低廉、容易实 现和推广。其程序写在一个9×9（mm）的微芯 片中，如图所示。图的左端为天线和滤波器，右 端为单芯片的植入蓝牙的电子元件（采用标准的 BGA封装方式）。 可以很方便地应用于电子产品中，有很强的 移植性，可随时随地应用于多种通信场合。例如， 引入到移动电话和笔记本电脑，就可建立无线通 信。打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、 游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可成为蓝 牙系统的一部分。
蓝牙协议栈
Application Group
SDP
Applications
IP RFCOMM
Middleware Protocol Group
Audio
Data
L2CAP Link Manager
Transport Protocol Group
Baseband RF
蓝牙协议栈
蓝牙协议栈
基带协议 基带和链路控制层确保微微网内各蓝牙设备单元之间由射频 构成的物理连接。蓝牙的射频系统是一个跳频系统，其任一分组 在指定时隙、指定频率上发送。它使用查询和分页进程同步不同 设备间的发送频率和时钟，为基带数据分组提供了两种物理连接 方式，即面向连接（SCO）和无连接（ACL），而且，在同一射 频上可实现多路数据传送。 ACL适用于数据分组，SCO适用于话音以及话音与数据的组 合，所有的话音和数据分组都附有不同级别的前向纠错（FEC） 或循环冗余校验（CRC），而且可进行加密。此外，对于不同数 据类型（包括连接管理信息和控制信息）都分配一个特殊通道。 可使用各种用户模式在蓝牙设备间传送话音，面向连接的话音 分组只需经过基带传输，而不到达L2CAP。话音模式在蓝牙系统 内相对简单，只需开通话音连接就可传送话音。
蓝牙天线_精品文档
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
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
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。
蓝牙天线的工作原理
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。
蓝牙天线应用指导
片式天线应用指导1. 介绍被誉为“驱动新经济的引擎”的蓝牙技术，其英文名为Bluetooth ，是1998年5月由爱立信、IBM 、英特尔、诺基亚、东芝等5家公司联合制订的近距离无线通信技术标准，其目的在于实现最高数据传输速率为1Mb/s(有效传输速率为721kb/s)、最大传输距离为10m 的无线通信。
1999年7月，蓝牙特别利益集团（SIG ）已公布蓝牙正式规范1.0版本。
蓝牙技术采用公开技术标准，一经推出就获得业界的广泛认同，现已出现了基于此标准的产品。
目前，蓝牙技术已经成为短距离无线通信数据领域的最热门研发方向，已有超过2000家的企业宣布支持和开发蓝牙技术及其相关产品。
蓝牙提供低成本、低功耗的无线接入方式，在信息家电、移动通信、嵌入式应用开发等诸多方面的应用，顺应了现代通信技术和应用的发展潮流，其前景将无可限量。
深圳南玻电子有限公司片式天线系列基于LTCC 封装技术，体积小，重量轻;在信号的接收和传输（包括输入和输出信号的分离）方面发挥各种功能。
广泛应用于无绳电话、无线网卡、蓝牙适配器蓝牙耳机、胎压监测系统、无线音箱、内置蓝牙功能的MP3和手机等。
包括如下种类： * 以上数据在评估板上测试所得。
Part No. 尺寸 (mm) 中心频率 (GHz)带宽 （MHz ）增益 （max.dBi ）SLDA31 3.2×1.6×1.0 2.80 100 0.5 SLDA52 5.0×2.0×1.0 2.54 200 2.5 SLDA72 7.2×2.0×1.0 2.47 150 2.7 SLDA92 9.0×2.0×1.0 2.66 300 3.0 SLDA16316×3.0×2.00.433 15 3.55020 7220Fig 1 天线尺寸（单位：mm）及测试结果2、推荐使用位置\外界环境1) 天线布局指导天线顶端焊盘应放到PCB板的边缘。
蓝牙天线的π电路参数
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AOA AOD定位详解
蓝牙定位技术AOA和AOD详解根据定位终端上行与下行模式的不同，蓝牙高精度定位可以分为：到达角度定位法（AoA）和出发角度定位法（AoD）AoA定位是利用单一天线发射寻向信号，而接收终端内置天线阵列，当信号通过时，会因阵列天线接收的距离不同而产生相位差，进而计算出信号的方向。
AoD定位则正好相反，由具备阵列天线的设备来发射信号，传给单一天线终端，接收终端可以通过接收到的信号计算出来波的方向，进而定位。
常见的室内无线定位技术有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee等。
蓝牙作为一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备，这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。
AOA与AOD测距原理：在蓝牙的5.1协议中提出了两种新的更加精确的定位方法。
一种是到达角度（AOA），另一种是离开角度（AOD）。
AOA定位：即蓝牙接收器拥有复数个天线，发射天线与每个接收天线距离有差异，故发射出的信号在每个接收天线有接收时差，就可以计算出相位差。
AOD定位：则是通过蓝牙的定位信标通过天线阵列发出信号，而接收设备通过单根天线接收信号，通过解码接收信号计算出信号的发送方向。
通过这种三角的距离测量，可以实现较高精确度的实时室内定位。
值得一提的是，不论AOA还是AOD定位，都需要保证发射端与接收端之间的环境空旷无阻挡，当两者之间有明显的障碍物阻挡时，蓝牙的信号强度会有所下降，必然导致定位的准确度有非常明显的下降。
这种寻向功能采用的是同相、正交采样来测量出天线的接收相位。
例如在到达角度的测量方法中，信号过程是通过阵列中的所有的天线，依次按照预先设计好的天线顺序进行测试数据发送。
采用数据通过主机的控制器接口传递到设备内部的蓝牙协议栈中，运用协议栈中的算法运算来确定一台设备处于另一台设备的什么方向上，在通过复数的天线定向，确认设备处于另一台设备的哪个位置上。
蓝牙天线原理
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。
2.4G天线设计完整指南（原理、设计、布局、性能、调试）
2.4G天线设计完整指南（原理、设计、布局、性能、调试）本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况，并推荐了两款经过测试的低成本PCB天线。
这些PCB天线能够与PRoC?和PSoC?系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。
为了使性能最佳，PRoC BLE和PSoC4 BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。
本应用笔记中最后部分介绍了如何在最终产品中调试天线。
1、简介天线是无线系统中的关键组件，它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。
为低成本、消费广的应用设计天线，并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。
终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑料外壳以及良好的PCB布局。
对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统，它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。
本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序，并给出了使用给定电量所获取的最宽波段。
图1.典型的近距离无线系统设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。
从无线模块发送的能量越大，在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下，传输的距离也越大。
另外，天线还有其他不太明显的优点，例如：在某个给定的范围内，设计优良的天线能够发射更多的能量，从而可以提高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。
同样，接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。
最佳天线可以降低PER，并提高通信质量。
PER越低，发生重新传输的次数也越少，从而可以节省电池电量。
2、天线原理天线一般指的是裸露在空间内的导体。
该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时，它可作为天线使用。
因为提供给天线的电能被发射到空间内，所以该条件被称为“谐振”。
图2. 偶极天线基础如图2所示，导体的波长为λ/2，其中λ为电信号的波长。
信号发生器通过一根传输线(也称为天线馈电)在天线的中心点为其供电。
蓝牙无线测试方法和指标
蓝牙无线测试方法和指标蓝牙无线测试配置包括一台测试仪和被测设备（EUT, Equipment Under Test），其中测试仪作为主单元，EUT作为从单元。
两者之间可以通过射频电缆相连也可以通过天线经空中传输相连。
测试仪发送LMP指令，激活EUT进入测试模式，并对测试仪与EUT之间的蓝牙链路的一些参数进行配置。
如测试方式是环回还是发送方式，是否需要进行跳频，分组是单时隙分组还是多时隙分组，分组的净菏是PN9，还是00001111、01010101。
测试模式是一个特殊的状态，出于安全的考虑，EUT必须首先设为“Ena b le”状态，然后才能空中激活进入测试模式。
1.1发信机测试（1）输出功率测试仪对初始状态设置如下：链路为跳频，EUT置为环回（Loop back）。
测试仪发射净荷为PN9，分组类型为所支持的最大长度的分组，EUT对测试仪发出的分组解码，并使用相同的分组类型以其最大输出功率将净荷回送给测试仪。
测试仪在低、中、高三个频点，对整个突发范围内测量峰值功率和平均功率。
规范要求峰值功率和平均功率各小于23dBm和20dBm，并且满足以下要求：如果EUT的功率等级为1，平均功率> 0dBm；如果EUT的功率等级为2，-6dBm<平均功率<4dBm；如果EUT的功率等级为3，平均功率<0dBm。
（2）功率密度初始状态同（1），测试仪通过扫频，在240MHz频带范围内找到对应最大功率的频点，然后以此频点进行时域扫描（扫描时间为1分钟），测出最大值，要求小于20dBm/100kHz。
（3）功率控制初始状态为环回，非跳频。
EUT分别工作在低、中、高三个频点，回送调制信号为PN9的DH1分组。
测试仪通过LMP信令控制EUT输出功率，并测试功率控制步长的范围，规范要求在2dB和8dB之间。
（4）频率范围初始状态同（3），测试仪对EUT回送的净荷为PN9的DH1分组扫频测量。
当EUT工作在最低频点时，测试仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz时的频点fL；当EUT工作在最高频点时，测试仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz时的频点fH。
手机天线分析
第三讲对称振子和接地短鞭天线一、概述1．手机通常使用的天线有四种类型：（1）PIFA天线：即平面倒F天线，这种天线的基本组成形式是互相平行的平面辐射单元和接地面，在辐射单元上彼此靠近的位置有一个接地的短路片和一个馈电片。
（2）单极子变形天线：即类似于外置天线的变形，它只有一个馈电的接触弹片，内部可以有多种几何结构形式。
（3）PCB板天线：这种天线也可以认为是单极子天线的变形，只是将天线辐射体做在PCB板上。
这种天线可以为外置，由PCB走线和过孔共同绕成螺旋状，也可以是内置形式，并允许多种几何结构。
（4）陶瓷介质天线：即将天线做在高介电常数的陶瓷材料上，从而达到减小尺寸的目的。
手机蓝牙天线多采用陶瓷介质天线的形式。
2．所有手机天线都可以认为是从对称振子和接地单极子天线的基础上发展而来，所以这一讲主要给出对称振子和接地单极子天线的理论分析。
二、对称振子（Dipole）天线1．对称振子的结构对称振子由两根同样粗细、同样长度的直导线构成，在中间的两个端点馈电。
每根导线的长度是，它又称为对称振子的臂长。
在谐振条件下，为四分之波长。
这种天线结构简单，适用于多个波段。
它可以作为独立的天线使用，也可以作为复杂天线（如天线阵）的单元或面天线的组成部分（如馈源）。
手机使用的所有天线都可以以这种天线为出发点作进一步的分析。
2．对称振子分析对称振子的分析可以采用集总等效电路法。
可以将它看做由终端开路的两根长导线的电流分布张开所形成。
无耗开路长线上的电流是正弦分布的，对称振子上的电流也近似按正弦分布，波型与臂长的电长度有关。
取对称振子中心为坐标原点，振子轴沿x轴，则对称振子的电流分布可以近似表示为：（1）其中是波腹电流，是对称振子的电流传输相移常数，（是振子上的波长），如果不考虑损耗，则，其中和分别是自由空间的相移常数和波长。
（1）式还可以写成：（2）全长的对称振子称为全波振子，全长为的对称振子称为半波振子。
实际使用的振子都是半波振子。
一种适用于蓝牙的折叠PIFA天线的设计和分析
一种适用于蓝牙的折叠ＰＩＦＡ天线的设计和分析作者：陈蕾张艳玲魏峰来源：《现代电子技术》2008年第09期摘要：介绍了传统印制倒F型天线的工作原理和结构特性，详细分析了影响天线阻抗的因素。
以一款支持蓝牙功能的GSM手机为例，通过ANSOFT公司的软件HFSS 10.0进行仿真，设计了一款体积小、性能好的蓝牙天线。
该天线工作于2.4～2.483 GHz频段、尺寸只有16 mm×4.5 mm,10 dB阻抗带宽为5%。
改善后的PIFA天线成本低、结构紧凑、馈电方便，同时设计简洁、灵活，完全适于蓝牙系统应用。
关键词：PIFA；天线；折叠；蓝牙中图分类号：文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)09-016-Design and Analysis of a Folded Printed Inverted-(1.Xi′an Technological University,Xi′an,710032,China;2.XidianAbstract：The basic operating principle and structural characteristics of traditional PIFA antenna are discussed in this paper.The factors influencing antenna impedance are analyzed in detail.Anand analyzed with the software HFSS 10.0 of ANSOFT corporation.The operating frequency is 2.4～2.483 GHz and -10 dB impedance bandwidth is approximately 5% centered at 2.45 GHz.This proposed antenna with low cost,compact structure,easy feeding and convenient design can be appliedKeywords：蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是10 m之内)的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑等众多设备之间进行无线信息交换，工作频段是工业、科研、医疗(2.4～2.483 GHz) 全球通信自由频段，目前已经广泛应用在移动通信设备中。
基于HFSS的蓝牙阵列天线的设计
吉林农业大学本科毕业设计题目名称：基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计学生姓名：杨桦院系：信息技术学院专业年级：电子信息科学与技术2班指导教师：顾洪军职称：讲师2015年 5 月 20 日目录基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计 (I)1 前言 (1)1.1 蓝牙的定义 (1)1.2 微带天线的定义 (3)1.3 微带天线的发展 (3)1.4 阵列天线的定义和优点 (4)1.5 HFSS仿真软件的介绍 (4)1.6 微波的定义 (6)2 天线的基本理论 (6)2.1 天线的方向图 (6)2.2天线的辐射强度 (7)2.3天线的方向性系数 (8)2.4 天线的效率 (9)2.5 天线的增益 (9)2.6 天线的输入阻抗 (10)2.7 天线的极化 (10)3 微波的基本概念 (12)4 微带天线的基本理论 (13)4.1 微带天线的辐射机理 (13)4.2 微带辐射贴片尺寸估算 (14)5 阵列天线的基本理论 (15)5.1 阵列天线的发展 (15)5.2 阵列天线的分类 (16)5.3 阵列天线的基本原理 (16)5.4 直线阵列天线的基本原理 (17)6 微带阵列天线的设计 (20)6.1 微带阵列天线单元的设计 (20)6.1.1 辐射贴片单元的尺寸 (20)6.1.2 辐射贴片单元的阻抗匹配 (20)6.1.3 微带线的尺寸 (21)6.2 微带阵列天线的整体设计 (23)6.2.1 阵元间距的确定 (23)6.2.2 阵列天线馈电网络的设计 (24)6.2.3 阵列天线的软件建模 (26)7 微带阵列天线的软件仿真 (27)7.1 天线的仿真数据 (27)7.2 天线的仿真结果分析 (29)8 结论 (33)参考文献 (33)致谢 (34)基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计姓名：杨桦专业：电子信息科学与技术指导教师：顾洪军摘要：随着科技和经济的快速发展，大量的天线被应用到太空科技、航海和移动通讯等领域，例如：小型化天线、多功能天线和多种实用性天线。
蓝牙无线耳机天线评估报告
BT無線耳機天線評估報告
1.天线布局及环境优化建议
2.总结
1.天线环境优化建议
建议把该元器件放置在右边，此区域预留做天线的馈脚
目前支架内壁的高度较低只有2.5mm，所以如果天线做在内壁效果不是很理想的话建议LDS做在外表面，这样能增加天线的高度，也会离人耳更远，人耳的衰减会更小。
1.1天线布局
建议把馈脚预留在此处，因为左侧的净空区比右侧要大，天线会设计左右两条支路，这样天线的方向性会更好，实测效果也会更好。
预留两个顶针位置；间距在2MM左右
2.总结
该项目主要是高度较低，主板辐射地不够大，并且会受到人耳的衰减导致天线的效率不会太高，建议按照以上的描述预留天线环境，如果做在支架内壁的话天线效率自由场为30%左右+，支架外表面为35%左右。
如果能再增加天线0.5mm的高度也就是3.5mm 的高度，那么天线的效率能达到38%~40%。
人耳的衰减要通过实际测试才能得知，但以上的天线预留方式是目前环境下最合理的。
收音机内置FM天线在蓝牙音箱中的设计
收音机内置FM 天线在蓝牙音箱中的设计摘要：本文主要介绍了收音机内置FM 天线在蓝牙音箱中的设计实例，包括影响天线的因素、天线安装位置的评估与正确选择、以及音响内部环境的综合分析等。
关键字：内置FM 天线；天线设计; 蓝牙音箱一、影响内置FM 天线的因素1.外界因素（1）金属（铁网，电镀等）（2）电池（3）喇叭（4）PCB（5）排线2.环境因素（1）功放电路（主要是数字功放D 类和K 类功放等）（2）升压，降压电路（3)高频数据通信电路（Flash，数码管，屏，触摸电路，闪烁LED 电路等）（4）电源电路（开关电源等）二，安装位置评估（以某品牌音箱为例）外部结构图：图1图1内部结构图：图2图2评估：从音箱外部和内部结构上看，再结合（影响内置FM天线因素）来分析，我们可以得出音箱内部的环境非常复杂，空间较小，影响内置FM天线安装的因素较多（喇叭，电池，排线，PCB等）再加上外部金属网包覆，对天线的驻波比，阻抗，辐射方向等影响较大，从而大大降低了天线效率，天线性能没有得到有效发挥。
三，安装位置的正确选择上面我们已经对蓝牙音箱空间进行了评估，下面我们就开始选择比较适合位置安装天线，通过上述对整机的评估最终我们选择将天线安装在机器的最顶部位置（如下图3）原因有以下几点：1.首先天线安装要考虑（外界和环境的影响因素）。
图3天线下方有垫一层泡棉（图一）其目的有：（1）天线远离了下面的PCB 板和喇叭，（2）天线与金属网不在一个平面。
此时我们再测试一下天线的基本参数：驻波比：1.2 中心频点：98MHz2.安装要考虑给天线足够的有效净空区（设计外观时就要考虑预留）（图4）*有效净空区：顾名思义就是干净空旷的区域，从天线角度上分析的话就是天线周围不得有金属，电池，喇叭，PCB，排线等可以干扰到天线远场和近场辐射的有效区域。
图4 图5从图5我们看到内置FM 天线（深圳市飞敏科技有限公司提供）安装在此位置：天线周围基本都是塑胶材质，离电池，喇叭，PCB，金属网等都比较远，这样的话天线的有效净空区就比较大且方便操作，不影响用户正常使用。
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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=(f U-f L)/f C×100%其中，f C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)。