PCB天线与微带天线要点
蓝牙天线pcb设计尺寸标准
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。
PCB天线与微带天线要点
PCB天线与微带天线要点天线是作⽆线电波的发射或接收⽤的⼀种⾦属装置。
⽆线电通信、⼴播、电视、雷达、导航、电⼦对抗、遥感、射电天⽂等⼯程系统，凡是利⽤电磁波来传递信息的，都依靠天线来进⾏⼯作。
此外，在⽤电磁波传送能量⽅⾯，⾮信号的能量辐射也需要天线。
⼀般天线都具有可逆性，即同⼀副天线既可⽤作发射天线，也可⽤作接收天线。
同⼀天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
这就是天线的互易定理。
射频天线设计2.2 微带贴⽚天线微带贴⽚天线是由贴在带有⾦属地板的介质基⽚上的辐射贴⽚导体所构成的,如图3 所⽰. 根据天线辐射特性的需要,可以设计贴⽚导体为各种形状. 通常贴⽚天线的辐射导体与⾦属地板距离为⼏⼗分之⼀波长,假设辐射电场沿导体的横向与纵向两个⽅向没有变化,仅沿约为半波长(λg/ 2) 的导体长度⽅向变化. 则微带贴⽚天线的辐射基本上是由贴⽚导体开路边沿的边缘场引起的,辐射⽅向基本确定,因此,⼀般适⽤于通讯⽅向变化不⼤的RFID 应⽤系统中. 为了提⾼天线的性能并考虑其通讯⽅向性问题,⼈们还提出了各种不同的微带缝隙天线,如⽂献[5,6]设计了⼀种⼯作在24 GHz 的单缝隙天线和5.9 GHz 的双缝隙天线,其辐射波为线极化波;⽂献[7,8]开发了⼀种圆极化缝隙耦合贴⽚天线,它是可以采⽤左旋圆极化和右旋圆极化来对.⼆进制数据中的‘1’和‘0’进⾏编码图3 微带天线2. 3 偶极⼦天线在远距离耦合的RFID 应⽤系统中,最常⽤的是偶极⼦天线(⼜称对称振⼦天线) . 偶极⼦天线及其演化形式如图4 所⽰,其中偶极⼦天线由两段同样粗细和等长的直导线排成⼀条直线构成,信号从中间的两个端点馈⼊,在偶极⼦的两臂上将产⽣⼀定的电流分布,这种电流分布就在天线周围空间激发起电磁场.利⽤麦克斯韦⽅程就可以求出其:辐射场⽅程式中Iz 为沿振⼦臂分布的电流,α为相位常数, r 是振⼦中点到观察点的距离,θ为振⼦轴到r 的夹⾓,l 为单个振⼦臂的长度. 同样,也可以得到天线的输⼊阻抗、输⼊回波损耗S11 、阻抗带宽和天线增益等等特 .性参数(a) 偶极⼦天线; (b) 折合振⼦天线;(c) 变形偶极⼦天线当单个振⼦臂的长度l =λ/ 4 时(半波振⼦) ,输⼊阻抗的电抗分量为零,天线输⼊阻抗可视为⼀个纯电阻. 在忽略天线粗细的横向影响下,简单的偶极⼦天线设计可以取振⼦的长度l 为λ/ 4 的整数倍,如⼯作频率为2. 45 GHz 的半波偶极⼦天线,其长度约为6 cm.当要求偶极⼦天线有较⼤的输⼊阻抗时,可采⽤图4b的折合振⼦.3 RFID 射频天线的设计从RFID 技术原理和RFID 天线类型介绍上看,RFID 具体应⽤的关键在于RFID 天线的特点和性能.⽬前线圈型天线的实现技术很成熟,虽然都已⼴泛地应⽤在如⾝份识别、货物标签等RFID 应⽤系统中,但是对于那些要求频率⾼、信息量⼤、⼯作距离和⽅向不确定的RFID 应⽤场合,采⽤线圈型天线则难以设计实现相应的性能指标. 同样,如果采⽤微带贴⽚天线的话,由于实现⼯艺较复杂,成本较⾼,⼀时还⽆法被低成本的RFID 应⽤系统所选择. 偶极⼦天线具有辐射能⼒较强、制造简单和成本低等优点,且可以设计成适⽤于全⽅向通讯的RFID 应⽤系统,因此,下⾯我们来具体设计⼀个⼯作于2. 45 GHz (国际⼯业医疗研究⾃由频段) 的RFID 偶极⼦天线.半波偶极⼦天线模型如图4a 所⽰. 天线采⽤铜材料(电导率:5.8e7 s/ m ,磁导率:1) ,位于充满空⽓的⽴⽅体中⼼. 在⽴⽅体外表⾯设定辐射吸收边界. 输⼊信号由天线中⼼处馈⼊,也就是RFID 芯⽚的所在位置. 对于2. 45 GHz 的⼯作频率其半波长度约为61mm（利⽤公式波长，波的传播速度，以及频率的关系λf=v）,设偶极⼦天线臂宽w 为1 mm ,且⽆限薄,由于天线臂宽的影响,要求实际的半波偶极⼦天线长度为57mm. 在Ansoft HFSS ⼯具平台上, 采⽤有限元算法对该天线进⾏仿真,获得的输⼊回波损耗S11 分布图如图5a 所⽰,辐射场E ⾯(即最⼤辐射⽅向和电场⽮量所在的平⾯) ⽅向图如图5b 所⽰. 天线输⼊阻抗约为72 Ω ,电压驻波⽐(VSWR) ⼩于2.0 时的阻抗带宽为14. 3 % ,天线增益为1.8.图5 偶极⼦天线(a) 回波损耗S11 ; (b) 辐射⽅向图从图5b 可以看到在天线轴⽅向上,天线⼏乎⽆辐射. 如果此时读写器处于该⽅向上,应答器将不会做出任何反应. 为了获得全⽅位辐射的天线以克服该缺点,可以对天线做适当的变形,如在将偶极⼦天线臂末端垂直⽅向上延长λ/ 4 成图4c 所⽰. 这样天线总长度修改为(57. 0 mm + 2 ×28. 5 mm) ,天线臂宽仍然为1 mm. 天线臂延长λ/ 4 后,整个天线谐振于1 个波长,⽽⾮原来的半个波长.这就使得天线的输⼊阻抗⼤⼤地增加,仿真计算结果约为2 kΩ. 其输⼊回波损耗S11如图6a 所⽰. 图6b 为E ⾯(天线平⾯) 上的辐射场⽅向图,其中实线为仿真结果,⿊点为实际样品测量数据,两者结果较为吻合说明了该设计是正确的. 从图6b 可以看到在原来弱辐射的⽅向上得到了很⼤的改善,其辐射已经近似为全⽅向的了. 电压驻波⽐( VSWR)⼩于2. 0 时的阻抗带宽为12.2 % ,增益为1.4 ,对于⼤部分RFID 应⽤系统,该偶极⼦天线可以满⾜要求.宽带⽆线通信的天线设计许多⽆线服务供应商采⽤SDMA技术对可⽤频谱进⾏优化利⽤，在360度覆盖区域内它⼀般被限制在三个区间。
第四讲 微带天线
第四講微帶天線一、引言上一講介紹了對稱振子和接地單極子天線。
這兩種天線本质上屬於線天線。
但是手機內置天線往往都不是線天線的形式，常見的PIFA天線和單極子變形天線往往都是平面天線的形式。
儘管在某種程度上它們也和對稱振子或接地單極子天線有某种程度的相似性。
在現有理論基礎下，由於专門對手機天線進行嚴格理論分析的論著還很少，所以為更加深入地理解手機天線，我们還有必要瞭解幾種其他類型的天線的一般特性。
這一講主要介绍微帶天線的概念和基本原理。
二、微帶天線的結構如下圖所示，結構最簡單的微帶天線是由貼在帶有金屬地板的介質基片（）上的輻射貼片所構成的。
貼片上導體通常是銅和金，它可以為任意形狀。
但通常為便於分析和便於預測其性能都用较為簡單的幾何形狀。
為增強輻射的邊緣场，通常要求基片的介电場數較低。
三、微帶天線的特點微帶天線的典型優點是：1．重量輕、体積小、剖面薄；2．製造成本低，適於大量生產；3．通過改變馈點的位置就可以獲得線極化和圓極化；4．易於實現双頻工作。
但微帶天線也有如下缺點：1．工作頻帶窄；2．損耗大，增益低；3．大多微帶天線只在半空間輻射；4．端射性能差；5．功率容量低。
四、微帶天線的輻射機理微帶天線的輻射是由微帶天線導體邊沿和地板之間的邊緣场產生的。
這可以從以下圖中的情況簡單說明，這個圖是一個側向饋電的矩形微帶貼片，與地板相距高度為h。
假設電場沿微帶結構的宽度和厚度方向沒有变化，則輻射器的電場仅僅沿約為半波長（）的貼片长度方向變化。
輻射基本上是由貼片開路邊沿的邊緣場引起的。
在兩端的場相對地板可以分解為法向和切向分量，因為貼片長度为，所以法向份量反相，由它们產生的遠區場在正面方向上互相抵消。
平行於地板的切向分量同相，因此合成場增強，從而使垂直於地板的切向份量同相，因此合成場增強，从而使垂直於結構表面的方向上輻射場最強。
根據以上分析，貼片可以等效为兩個相距、同相激励並向地板以上半空间輻射的兩個縫隙。
對微帶貼片沿寬度方向的電場變化也可以采用同樣的方法等效為同样的縫隙。
微带天线辐射原理
微带天线辐射原理一、微带天线的概念和分类微带天线是一种基于印刷电路板技术制作的平面天线，由于其结构简单、重量轻、易于制造和安装等优点，被广泛应用于通信、雷达和卫星等领域。
根据结构形式不同，微带天线可以分为三种类型：矩形微带天线、圆形微带天线和其他形状的微带天线。
二、微带天线的辐射原理微带天线的辐射原理是基于电磁场理论。
当电流通过导体时，会产生一个电场和一个磁场。
这两个场相互作用，形成电磁波并向外辐射。
在微带天线中，导体是由金属箔片组成的，在介质基板上铺设一层金属箔片，并与地面接触。
当输入信号通过馈线传输到微带天线上时，导体中会产生电流，在介质基板上会产生表面波（Surface Wave）。
表面波在介质基板和空气之间传播时，会沿着导体边缘产生辐射，并向外传播。
三、微带天线的特点1. 结构简单：由于其结构简单，制造过程容易控制，可以批量生产。
2. 重量轻：微带天线是一种平面结构，重量轻，易于安装和维护。
3. 频率范围宽：微带天线的频率范围从几百兆赫兹到几千兆赫兹不等，可以满足不同频段的需求。
4. 辐射效率高：由于其结构特殊，可以提高辐射效率，并且具有良好的方向性和极化特性。
5. 抗干扰能力强：微带天线在设计时可以采用抗干扰技术，提高其抗干扰能力。
四、微带天线的设计要点1. 基板选择：基板是微带天线的重要组成部分，对其性能有很大影响。
选择合适的基板材料和厚度是设计中必须考虑的因素。
2. 导体宽度和长度：导体宽度和长度决定了微带天线的共振频率和辐射特性。
根据需要选择合适的宽度和长度进行设计。
3. 地平面大小：地平面是指微带天线下方接地的金属板。
地平面大小会影响天线的辐射效率和方向性，需要根据设计要求进行选择。
4. 馈线位置和类型：馈线是将信号输入到微带天线中的部分，馈线的位置和类型会影响天线的阻抗匹配和性能。
5. 辐射特性调整：通过调整导体形状、大小和位置等因素可以改变微带天线的辐射特性，满足不同应用需求。
干货·各种小天线的PCB设计要点
干货·各种小天线的PCB设计要点天线是各种智能设备都需要的重要部件，所有需要用到无线的设备都需要用到它。
现在是无线时代，网络路由器都是无线WIFI，电脑，手机连网络再也不用网线连接了，还有蓝牙耳机，蓝牙鼠标，蓝牙键盘等等不再有电线了，这个天线的性能就至关重要了。
一般天线的选择有一些因素，除了考虑性能还要考虑成本，所以在选择天线的时候，需要综合考虑。
今天上尉Shonway就给大家讲讲各种天线的设计及设计要点。
第一种、PCB板载天线这种天线成本低，但性能会稍微差一点。
PCB板载天线也有几种形式。
a,平面倒F型天线，英文缩写即PIFA如下图所示就是倒F的PCB板载天线图1图2下面这个是上面平面倒F的PCB板载天线的变种，由于空间不够，扭曲一下。
此倒F天线PCB设计都有哪些需要注意的问题？我们首先要知道这个射频知识，Shonway以前出过一篇文章，对于射频，任何铜箔，导线都不能看成是简单的导线，他是由很多阻容电路组成的一种等效电路，你看到短路的，对于射频就不是短路。
以这个思路我们看看这个倒F天线的PCB设计。
如下图所示图3这里有六点要注意1、这个倒F天线，不是随便画的，网上有专门的这种天线的库，拿过来，按要求放上去就好。
如果空间不够，那就是自己通过仿真自己制作了自己专用的天线了。
原创今日头条：卧龙会IT技术2、RF馈点这里引出来的线阻抗必须做到50ohm3、接地馈点必须接地牢靠4、地平面必须要多打地过孔，如上图所示，这个过孔间距多少合适的话，我们以前一篇卧龙会布布熊老师写过一篇文章，大家找一下可以看看5、天线这里所有层铜箔必须净空。
6、天线必须放在PCB板的角落里，最好三面都是空的，如图2所示，上面三面都是空的手机上的天线叫平面倒F天线，原理上是用一个平面接上一个接地平面馈点，与RF馈点组成，如下图4所示图4上面图4从左下方RF馈点这个箭头看过去，就是一个倒F。
同样是倒F结构，但手机中的天线采用的是平面结构，这个倒F天线就比PCB板载天线性能就会好很多，这样空间又比较少，成本又低，对于手机天线是最好的选择。
PCB天线设计及射频布局设计指南
引言：概述：PCB天线设计是通过在PCB上布局电路来实现无线电频率的传输和接收。
天线设计的质量直接影响到设备的通信质量和性能。
射频布局是指在PCB电路板上布置射频元件以保证信号传输的稳定性和减少信号干扰。
好的射频布局能够降低噪声和干扰，提高设备的接收灵敏度和发送功率。
正文：一、基本原理1.1天线类型1.2天线参数1.3天线选择与匹配技术1.3.1频带选择1.3.2阻抗匹配1.3.3尺寸约束1.3.4天线方向性1.3.5天线辐射效率二、PCB天线设计2.1天线形状设计2.2天线位置选择2.3天线尺寸优化2.4天线与其他元件的间距设计2.5天线与地板的设计三、射频布局设计3.1射频信号布局准则3.2射频焊盘布局3.3射频走线布局3.4射频电源布局3.5射频地面布局四、PCB天线设计常见问题与解决方法4.1天线频率偏差问题4.2天线辐射模式问题4.3天线干扰和噪声问题4.4天线尺寸限制问题4.5天线输出功率问题五、实例与应用5.1手持设备天线设计实例5.2无线通信设备天线设计实例5.3汽车电子设备天线设计实例5.4IoT设备天线设计实例5.55G通信设备天线设计实例总结：PCB天线设计和射频布局的优化对设备的性能提升至关重要。
通过了解天线设计的基本原理和射频布局技术，工程师们能够更好地实施天线设计和射频布局。
本文从天线基本原理、PCB天线设计、射频布局设计、常见问题与解决方法以及实例与应用方面进行了详细的阐述。
希望这些设计指南能够帮助工程师们更好地进行PCB天线设计和射频布局，提高设备的性能和通信质量。
PCB布线中的微带线和带状线设计
PCB布线中的微带线和带状线设计在PCB布线设计中，微带线和带状线是两种常用的传输线形式。
它们在不同的应用和场景中有着各自的优势和特点，设计微带线和带状线需要考虑到信号传输的性能、电磁兼容性等方面。
本文将详细介绍微带线和带状线的设计原理、特点以及布线规范，以帮助读者更好地实现PCB布线设计。
一、微带线设计1.微带线的结构微带线是一种印刷线路，由导线、介质层和接地层构成。
其中，导线的材料通常为铜，介质层的材料有FR-4等。
微带线的特点是在一侧与接地层直接相连，而在另一侧与空气或介质相接。
这种结构使得微带线具有较高的阻抗控制能力。
2.微带线的特点微带线设计中的关键参数包括线宽、线距、介质常数、厚度等。
其中，线宽和线距是影响微带线阻抗的主要参数。
通常情况下，增大线宽可以降低微带线的阻抗，而增大线距则会提高微带线的阻抗。
因此，在微带线设计中需要根据具体的要求来选择适当的线宽和线距。
3.微带线的设计规范在PCB布线设计中，为了确保微带线的性能和稳定性，需要遵循一些设计规范。
首先是根据信号频率和传输距离来确定微带线的参数，以满足阻抗匹配要求。
其次是避免尖角和转角，尽量采用圆滑的布线路径。
此外，在微带线的接头处应采用过渡角度，避免信号反射和损耗。
4.微带线的应用微带线在高速数据传输中被广泛应用，例如在通信系统、网络设备、射频模块等领域。
微带线具有较高的阻抗控制能力和信号传输性能，能够有效减少信号的失真和干扰。
因此，合理设计微带线在PCB布线中起着至关重要的作用。
1.带状线的结构带状线是一种多层印刷线路，由导线、介质层和接地层构成。
不同于微带线，带状线的导线被夹在介质层之间，与接地层相隔一层介质。
这种结构使得带状线具有更高的阻抗稳定性和信号完整性。
2.带状线的特点带状线的设计中，关键参数包括导线的宽度、间隔、介质常数、厚度等。
与微带线相比，带状线具有更高的阻抗控制能力和抗干扰能力，适用于高速数据传输和射频模块设计。
PCB天线设计介绍
PCB天线设计介绍天线是一种驻波天线，天线的阻抗不匹配，将导致大量的信号反射，使天线的辐射效率降低，同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动，如果天线的驻波为6，手机前端的击穿电压将降为原来的1/6，而功率容量就会下降。
手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。
天线的驻波要求，我们目前统一要求为小于3。
各种智能设备都需要的重要部件，所有需要用到无线的设备都需要用到它。
现在是无线时代，网络路由器都是无线WIFI，电脑，手机连网络再也不用网线连接了，还有蓝牙耳机，蓝牙鼠标，蓝牙键盘等等不再有电线了，这个天线的性能就至关重要了。
一般天线的选择有一些因素，除了考虑性能还要考虑成本，所以在选择天线的时候，需要综合考虑。
PCB 板载天线这是一种几乎最低成本的方案，当然性能上普遍来讲也是相对较差的。
像这种板载天线，有很多成型的库直接套用即可。
BT,WIFI, GPS, NFC，FM等，但是基本上都是带宽比较窄，对性能没有严格要求的产品。
最常见的就是倒F设计：还有蛇形设计天线一般都电馈点和地馈点。
倒F正常就是形成了这两个点，不能同比与逻辑电路。
这个图就很容易看出来C3位置连接的就是电馈点，L2的天线位置连接端就是主板的地，就是地馈点。
有几个点天线的布局要进行净空。
1、找网上专门的库，针对不通功能的wifi，bt，fm天线等2、若是自行画板载天线，要注意天线的阻抗也是50ohm3、天线走线到射频走线，线的两端要多打地孔过孔，起到一个屏蔽的作用。
4、天线这里所有层铜箔必须净空。
通过上图也可以看出，不止是第一层。
所谓净空是所有层都没有铜箔。
5、同样在结构设计过程中，也要保证PCB的天线位置四周的结构没有金属材质。
不然容易影响天线的性能。
当然它的缺点是显而易见的：1.性能比FPC天线等类型要差。
2.量产后PCB的材质，批次，如果更换板厂将严重影响天线的性能。
3.频带范围一般较窄4.由于天线跟PCB的高度没有形成高度差，所以结构上的设计也很受局限。
PCB板上的带状线、微带线
PCB板上的带状线、微带线PCB板上布线的类型主要包括信号线和电源、地线。
其中，信号线为最常见的布线，类型比较多，根据布线的物理结构可以分为带状线、微带线。
带状线(Stripline)带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线，埋在PCB内部。
蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，stripline是嵌在两层导体之间的带状导线。
因为stripline是嵌在两层导体之间，所以它的电场分布都在两个包它的导体（平面）之间，不会辐射出去能量，也不会受到外部的辐射干扰。
但是由于它的周围全是电介质（介电常数比1大），所以信号在stripline 中的传输速度比在microstrip line中慢！带状线可以较好的防止RF辐射，但只能用于较低的传输速度，因为信号层介于两个参考平面之间，两个平面会存在电容耦合，导致高速信号的边沿变化率降低。
带状线的电容耦合效应在边沿变化率快于1ns的情况下更为显著。
微带线(Microstrip)微带线是一根带状导（信号线），与地平面之间用一种电介质隔离开。
蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，上面的蓝色小块儿是microstrip line。
黄色部分是环氧有机材料。
由于microstrip line（微带线）的一面裸露在空气里面（可以向周围形成辐射或受到周围的辐射干扰），而另一面附在PCB的绝缘电介质上，所以它形成的电场一部分分布在空中，另一部分分布在PCB的绝缘介质中。
但是microstrip line中的信号传输速度要比stripline（带状线）中的信号传输速度快，这是其突出的优点！微带线为PCB提供了对RF的抑制作用，同时也可以容许比带状线更快的时钟或逻辑信号。
微带线的缺点是PCB外部信号层会辐射RF能量进入环境中，除非此层上下具有金属屏蔽。
WiFi天线对PCB布局布线和结构的要求详解-全文
WiFi天线对PCB布局布线和结构的要求详解-全⽂ 随着市场竞争的加剧，硬件设备正以集成化的⽅向发展。
天线也由外置进化内置再进化到嵌⼊式，我们先来介绍这类应⽤的天线种类： ⑴ On Board板载式：采⽤PCB蚀刻⼀体成型，性能受限，极低成本，应⽤于蓝⽛、WIFI模组集成； ⑵ SMT贴装式：材质有陶瓷、⾦属⽚、PCB，性能成本适中，适⽤于⼤批量的嵌⼊式射频模组； ⑶ IPX外接式：使⽤PCB或FPC+Cable的组合，性能优秀，成本适中，⼴泛应⽤于OTT、终端设备； ⑷ External外置类：塑胶棒状天线，⾼性能，独⽴性，成本⾼，应⽤于终端设备，⽆须考虑EMC等问题； 外置天线⼤家都很熟知了，我们直接看看三类内置天线需要的空间： 再来总结⼀下空间要求和性能指标： 以上就是WIFI2.4G的天线设计参考啦！ 天线最终的⽬的是要将射频信号辐射到⾃由空间，这时天线的设计就显得⾮常重要，但是天线设计很⼤程度上依赖于所安装平台的特性，另外天线对周围环境很敏感，这些原因导致很多情况下，天线对每个平台都是独⼀⽆⼆的设计。
由于客户对天线设计所考虑的因素不太清楚，这⾥给出⼀些我们对便携设备天线设计的⼀些建议，便于客户更好的设计⾃⼰的电路和PCB，增加项⽬成功的机会。
但是每个项⽬都有各⾃的特点，所以还有⼀些问题需要具体问题具体分析。
WiFi天线对PCB布局布线和结构的要求 1.天线的形式及天线位置和馈点尺⼨的建议 内置天线经常采⽤的⼏种形式分别为，分为弹⽚形式和chip贴⽚天线和FPC天线。
贴⽚天线的形式是统⼀规格的，有固定的尺⼨，焊盘的位置和尺⼨根据具体规格的天线也是固定的。
另外根据特定型号的天线有相关的天线周围净空的要求和设备尺⼨的建议等设计指导意见。
如果采⽤弹⽚形式，我们建议客户采⽤PIFA天线作为WiFi天线的形式，根据我们的经验，PIFA天线成功率和性能都要好⼀些。
天线RF 馈电焊盘应采尺⼨为2&mes;3mm，焊盘含周边≥0.8mm的⾯积下PCB所有层⾯不布铜。
微带天线原理
微带天线原理微带天线是目前应用广泛的一种天线，其原理基于微带线与天线的结合，可以实现多种形式的指向性和宽带性能。
本文将介绍微带天线的原理、特点、设计和应用。
1.微带天线的原理微带天线的原理基于微带线。
微带线是在介质基板表面维持一条导电信号轨迹，通常是金属箔，由于介质常数比空气大，因此可以大大减小微带线的尺寸，使其成为一种具有低剖面、低重量、低成本、易于制造和集成等特点的线路形式。
微带天线就是将微带线结合到天线中，利用微带线在天线周围形成的电磁场辐射出无线电信号。
微带天线通常由三个部分组成：金属贴片（辐射元件）、介质基板以及接地板（衬底）。
金属贴片是微带天线的辐射元件，一般采用不同形状，如矩形、圆形、圆环等，也可以采用高阻抗元件，如螺旋线等。
对于微带天线来说，它的特性阻抗主要决定于辐射元件的形状和尺寸。
介质基板是微带天线的关键部分，它的相对介电常数决定了微带线的传输特性，从而影响了微带天线的性能。
介质基板的厚度决定了微带线的振荡频率，因此对于特定的微带天线设计，选择合适的介质基板是至关重要的。
接地板是微带天线的底部剩余部分，通常是一个大的金属板，用于提供对天线的支撑和固定，并提供与辐射元件相对的电地。
接地板的质量和大小也会影响微带天线的性能。
2.微带天线的特点与传统的针对特定频带的天线相比，微带天线具有以下优点：1）微带天线低剖面和小尺寸，可以方便地安装在各种设备和系统中。
2）微带天线具有比较宽的带宽。
微带天线的带宽主要由其介质基板的特性决定，而不是由辐射元件的几何形状决定。
微带天线比传统天线具有更好的带宽特性。
3）微带天线的指向性好。
微带天线的辐射元件制作成不同的形状，可以实现不同的指向性特性。
4）微带天线可复制性好。
由于微带天线的制作通常是通过常见的PCB板上的印刷技术实现的，因此可以非常方便地复制和大规模生产。
5）微带天线可以被集成到其他电子元件中，实现多种应用。
如微带天线可以被集成在蓝牙和Wi-Fi等通讯设备的PCB电路板中，形成各种应用形式。
天线设计注意事项
天线设计注意事项⼿机天线设计注意事项总结⼀、主板1.布线在关联RF的布线时要注意转弯处运⽤45度⾓⾛线或圆弧处理，做好铺地隔离和⾛线的特性阻抗仿真。
同时RF地要合理设计，RF信号⾛线的参考地平⾯要找对，并保证RF信号⾛线时信号回流路径最短，并且RF信号线与地之间的相应层没有其它⾛线影响它。
PCB板和地的边缘要打“地墙”。
从RF模块引出的天线馈源微带线，为防⽌⾛线阻抗难以控制，减少损耗，不要布在PCB的中间层，设计在TOP⾯为宜，其参考层应该是完整地参考⾯。
并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计，以防短路和旁路耦合。
2.布板RF模块附近避免安置⼀些零散的⾮屏蔽元件，同时少开散热孔。
最忌讳长条形状孔槽。
天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是含⾦属结构的元件，如喇叭、马达、摄像头基板等⾦属元件和低频驱动器件，要尽量接地。
它们对天线的电性性能有很⼤的负⾯影响.3.天线的空间辐射会被主板的⾦属元件（包括机壳上天线附近的⾦属成分装饰件）耦合吸收后产⽣⼀定量的⼆次辐射，频率与⾦属件的尺⼨关联。
会造成整机产⽣⼀定的杂散，整机杂散问题还与天线与RF模块之间的谐振匹配电路有关，如果谐振匹配电路的稳定性不好，很容易激发产⽣⾼次谐波的⼲扰。
因此要求此类元件有良好的接地，消除或降低⼆次辐射。
⼆、机壳的设计由于⼿机内置天线对其附近的介质⽐较敏感，因此，外壳的设计和天线性能有密切关系。
外壳的表⾯喷涂材料不能含有⾦属成分，壳体靠近天线的周围不要设计任何⾦属装饰件或电镀件。
若有需要，应采⽤⾮⾦属⼯艺实现。
机壳内侧的导电喷涂，应⽌于距天线20mm处。
对于纯⾦属的电池后盖，应距天线20mm以上。
如采⽤单极天线，⾯板禁⽤⾦属类壳体及环状⾦属装饰。
电池（含电连接座）与天线的距离应设计在5mm以上。
三、天线结构1）PIFA天线基本注意：1，天线空间⼀般要求预留空间：W（宽），L（长），H（⾼）其中W（15-25mm）、L（35-45mm）、H（6-8mm)。
天线走线规则技巧及PCB制程培训讲座共35页文档
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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PCB布线中的微带线和带状线设计
PCB布线中的微带线和带状线设计在PCB布线设计中，微带线和带状线是两种常用的传输线结构。
它们被广泛应用于高频电路中，如射频电路和微波电路，以保证信号的传输质量和减小传输损耗。
本文将详细介绍微带线和带状线的概念、设计原理和性能特点。
一、微带线的概念和设计原理微带线是一种平面传输线结构，由一条导体线和接地平面构成。
导体线通常位于接地平面的上方，与接地平面通过介质层相隔一定的距离。
微带线的导体线可以是导线或导电层，接地平面则是铜层或称为接地层。
在微带线中，信号的传输主要是通过导体线的电磁场耦合在介质层中进行，同时也有一部分能量通过导体线与接地平面之间的电容耦合进行传输。
微带线的电磁场分布主要由两个因素决定：导体线的宽度和导体线与接地平面之间的距离。
这两个因素共同决定了微带线的特性阻抗和传播特性。
通常情况下，当微带线的宽度增加时，阻抗会降低，但是传输损耗会增加；当微带线与接地平面的距离增加时，阻抗会增加，但是传输损耗会降低。
因此，在设计微带线时需要根据具体应用要求权衡选择合适的宽度和距离。
微带线的设计还需要考虑到导体线的长度和弯曲，因为这些因素会对传输线的电磁性能产生影响。
导体线的长度应尽量避免过长，因为导体线长度的增加会导致信号的传输延迟和功率损耗的增加。
而弯曲则会引入信号反射和散射，影响传输线的匹配和信号完整性。
二、带状线的概念和设计原理带状线是一种常用的传输线结构，由一条狭窄的导体线嵌在介质层中，上面覆盖着一层接地平面。
带状线的导体线与接地平面之间的距离通常比微带线小，这样可以实现更高的功率传输和更低的传输损耗。
带状线的设计与微带线类似，主要考虑的因素包括导体线的宽度、导体线与接地平面之间的距离以及导体线的长度和弯曲。
不同的是，带状线相比微带线更适用于高功率、高频和窄带的应用。
带状线的导体宽度可以选择得更窄，这样可以实现更高的特性阻抗。
同时，带状线的传输电磁场主要分布在导体线附近，相对于微带线来说，带状线的电磁场集中度更高，能够实现更好的信号耦合效果。
微带天线总结
1.微带天线优点：重量轻、体积小、成本低、平面结构、可以和集成电路兼容，线极化或
圆极化、可双频工作、任意形状、带宽1-5%，可做成共形天线、
微带贴片、准TEM模？
2.缺点：频带窄、有损耗、增益低、一般只向半空中辐射、可能存在表面波。
辐射场：由微带天线的导体边沿和地板之间的边缘场产生。
侧边辐射。
与地板相距几分之一波长
电场仅沿约为半波长的贴片长度方向变化。
辐射基本由贴片开路边沿的边缘场引起。
贴片长为lamda/2，法向分量抵消、切向分量增强。
从而使垂直于结构表面的方向上辐射场最强。
贴片可表示为相距lamda/2，同相激励并向地板以上半空间辐射的2个缝隙。
微带天线结构可以用等效的缝隙来表示。
微带贴片天线MPA:矩形、圆形、三角形
微带行波天线：
微带缝隙天线：缝隙可以是矩形、圆形、环形。
激励方法：用微带线激励或同轴电缆激励。
匹配：可适当选择贵电位置做到。
矩形微带天线设计
单元宽度
单元长度
带宽
矩形微带双频工作：长度对一个频点谐振，宽度对另一个频点谐振。
圆形微带天线
输入阻抗
微带缝隙天线
选择微带馈线的位置，使得天线输入阻抗同微带线的特性阻抗相匹配。
宽缝辐射器：频带较宽。
50ohm处。
S=lamda/20
缝隙天线阻抗
半波偶极子天线：75/73 ohm 折叠偶极子天线：300/290 ohm。
pcb天线模块敷铜技巧
pcb天线模块敷铜技巧在 PCB 设计中，天线模块的敷铜技巧是非常重要的，它直接影响到天线的性能和效果。
下面我将从多个角度给出关于 PCB 天线模块敷铜的一些技巧和注意事项。
1. 天线位置选择：在 PCB 设计中，天线的位置选择非常重要。
要尽量避免与其他金属结构、电源线、地线等相互干扰。
选择一个相对空旷的区域，以最大程度减少干扰。
2. 天线尺寸设计：天线的尺寸设计直接影响到天线的频率响应和辐射效果。
根据天线的工作频率，可以采用一些天线设计公式或仿真软件来计算合适的尺寸。
同时，要注意天线的长度和宽度比例，以及与周围环境的适配。
3. 地平面设计：地平面是天线工作的基础，对天线的性能有很大影响。
要确保天线周围有足够大的地平面，可采用铺铜的方式来实现。
一般来说，地平面尺寸应该大于天线长度的 2 倍或更多，并且要尽量保持平整。
4. 天线与其他元件的间隔：在布局 PCB 时，要注意将天线与其他元件（如晶振、电感、电容等）保持一定的间隔，避免相互干扰。
尽量将天线与其他元件放置在不同的 PCB 层，或者通过使用地平面或屏蔽罩来隔离。
5. 避免射频回流：PCB 设计中，射频回流会对天线的性能产生负面影响。
要避免射频回流，可以采用分离式天线设计，即将天线与射频信号的回路分离，通过电感或电容进行耦合。
6. 天线连接方式：天线的连接方式也会对性能产生影响。
常见的连接方式有焊接、插座等。
对于高频天线，要选择低阻抗、低损耗的连接方式，以减少信号损耗和反射。
7. 仿真和测试：在设计完成后，进行仿真和测试是非常重要的。
通过仿真软件可以验证天线的性能和效果，根据仿真结果进行优化。
同时，实际测试也是必要的，可以使用天线测试仪器进行天线性能的测量和验证。
总结起来，PCB 天线模块的敷铜技巧包括选择合适的天线位置、尺寸设计、地平面设计、与其他元件的间隔、避免射频回流、合理的天线连接方式，以及进行仿真和测试。
通过综合考虑这些因素，可以提高天线的性能和效果。
pcb天线原理
pcb天线原理PCB（Printed Circuit Board）天线是一种集成在电路板上的天线，它常用于无线通信设备中。
PCB天线通过特定的布局和导线设计，以达到传输和接收无线电频率信号的目的。
本文将从天线基础知识、PCB天线的原理和设计要点以及应用实例等方面来详细介绍PCB天线的原理。
一、天线基础知识天线是将电能转化为无线电磁波并通过空间传播的装置，它具有指向性和辐射特性。
在设计PCB天线前，我们需要了解以下几个基本概念：1. 极性：天线极性代表了电磁波传播的方向，有水平极性、垂直极性和圆极性等。
2. 增益：天线增益是指天线在某个特定方向上相对于理想点球天线辐射功率的增强倍数。
3. 驻波比：天线的驻波比是指天线输入端的电压波与电流波的比值，它是判断天线性能好坏的指标之一。
二、PCB天线原理和设计要点1. PCB天线的工作原理PCB天线主要通过电流和电场的分布来实现无线信号的辐射和接收。
PCB天线通常由金属导线成型，如直线、折线、环形等形状，导线长度和形状的选择与所需工作频率密切相关。
2. PCB天线设计要点在设计PCB天线时，需要考虑以下几个要点：（1）天线的工作频率：确定天线的工作频率是设计的首要因素，不同频率下的天线结构和尺寸会有所不同。
（2）天线的阻抗匹配：为了确保最大功率传输，PCB天线的阻抗需要与无线芯片或调制解调器的阻抗相匹配。
（3）PCB材料的选择：选择合适的PCB材料来减少传输损耗，并考虑天线的热量散发等因素。
（4）天线的位置和布局：天线在电路板上的布局是非常重要的，要避免与其他电子元件或金属结构的干扰。
三、应用实例PCB天线广泛应用于各种无线通信设备中，如智能手机、无线路由器、蓝牙设备等。
下面以智能手机应用为例，介绍其PCB天线的设计和优化过程。
在智能手机中，常见的PCB天线包括主天线、Wi-Fi天线和蓝牙天线等。
为了提高无线信号的传输质量，天线设计需要充分考虑天线的布局、特性阻抗匹配以及与其他元器件的协同工作等因素。
线路板厂一文讲解天线的选择和设计要点
引言概述：线路板是电子设备的重要组成部分之一。
在现代通信领域，天线的选择和设计对于无线通信设备的性能至关重要。
本文旨在探讨线路板厂在天线选择和设计中的要点，为读者提供专业的信息和指导。
本文将分为引言概述、正文内容、总结三个部分展开。
正文内容：一、天线选择要点1.1 频率范围考虑随着通信技术的不断发展，不同频段的无线通信设备层出不穷。
在选择天线时，首先应考虑设备所需的频率范围，以确定天线的工作范围。
1.2 天线类型与应用场景根据不同的应用场景，选择适合的天线类型。
常见的天线类型包括定向天线、全向天线和扇形天线。
定向天线适用于远距离通信，而全向天线适合于多用户环境，扇形天线则适合辐射范围大且接收灵敏度要求不高的应用。
1.3 天线增益与效率天线增益是衡量天线辐射能力的指标，一般可以通过增加天线长度或增加天线元件的数量来增加天线增益。
然而，天线增益的提高往往会导致天线的效率下降，因此需要在增益与效率之间进行权衡。
1.4 天线方向性天线方向性是指天线在空间中发射和接收能力的方向特性。
根据实际需求，选择合适的天线方向性，以实现所需的覆盖范围和接收灵敏度。
1.5 天线尺寸和重量在选择天线时，需要考虑天线的尺寸和重量对于设备的影响。
尺寸过大或重量过重的天线会增加设备的体积和重量，不利于设备的便携性和安装。
二、天线设计要点2.1 正确的天线布局合理的天线布局是保证天线性能的关键。
需要避免天线之间的相互干扰和遮挡，设置适当的天线间距，以降低多径传播和阻尼损耗。
2.2 匹配电路设计天线与射频电路之间的匹配电路设计是确保天线能够有效地接收和发射信号的重要环节。
合适的匹配电路可以提高天线的效率和阻抗匹配度。
2.3 地平面和反射面设计合适的地平面和反射面设计可以改善天线的辐射效果。
地平面应具备良好的导电性和平整度，反射面应尽可能地减少信号的阻尼损耗。
2.4 防水、防尘和耐候性设计线路板通常需要在各种环境下使用，因此天线设计需要考虑防水、防尘和耐候性。
PCB天线概念资料
Gin = Gc + Gd + Gr + Gs
是导体电导、介质电导、辐射电导和表面波电导之和。由于表面波电导 Gs 远小于前三项，
可以忽略，因此要分别求出 Gc ， Gd 和 Gr
Gc
=
Rs
π 2W 2ω 2μ 2Lh2
cos−2
(π
y0
/
L)
Gd
=
1 2
ωC01
tan δ
其中 Rs = ωμ / 2σ 是导体表面电阻， tan δ = ε ' / ε ，σ 为导体的体电导率。
技术要求。 （6）环境条件下的工作特性，其中包括在给定的振动、冲击、高低温、湿度、低气压
及运输等条件下所必须满足的各项电气的和机械的性能指标。 （7）外部调整手段，这一般是指中心工作频率和输入阻抗的可调性。 二、介质基板的选取 作为微带天线设计的第一步就是要选定介质基板并确定其厚度 h，这是因为基板材料的
3.基板厚度 h 对频带的影响 频带窄是微带天线的主要缺点之一，对矩形微带天线其原因可理解为两个辐射缝之间 低的传输线特性阻抗（1～10Ω）所致。h 的增大使传输线特性阻抗增大从而使频带变宽。
当厚度 h < λ /16 时，VSWR≤2 的频带宽度的经验公式为：
频带（MHz）＝ 5.04 f 2h
式中 f 是以 GHz 为单位的频率，h 是以毫米为单位。 4.基板厚度 h 对效率的影响
天线效率定义为辐射功率和输入功率之比，即
η=
Pr
×100%
Pr + Pc + Pd
或
η=
Gr
×100%
Gr + Gc + Gd
其中 Gc 和 Gd 可由式
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天线是作无线电波的发射或接收用的一种金属装置。
无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。
同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
这就是天线的互易定理。
射频天线设计2.2 微带贴片天线微带贴片天线是由贴在带有金属地板的介质基片上的辐射贴片导体所构成的,如图3 所示. 根据天线辐射特性的需要,可以设计贴片导体为各种形状. 通常贴片天线的辐射导体与金属地板距离为几十分之一波长,假设辐射电场沿导体的横向与纵向两个方向没有变化,仅沿约为半波长(λg/ 2) 的导体长度方向变化. 则微带贴片天线的辐射基本上是由贴片导体开路边沿的边缘场引起的,辐射方向基本确定,因此,一般适用于通讯方向变化不大的RFID 应用系统中. 为了提高天线的性能并考虑其通讯方向性问题,人们还提出了各种不同的微带缝隙天线,如文献[5,6]设计了一种工作在24 GHz 的单缝隙天线和5.9 GHz 的双缝隙天线,其辐射波为线极化波;文献[7,8]开发了一种圆极化缝隙耦合贴片天线,它是可以采用左旋圆极化和右旋圆极化来对.二进制数据中的‘1’和‘0’进行编码图3 微带天线2. 3 偶极子天线在远距离耦合的RFID 应用系统中,最常用的是偶极子天线(又称对称振子天线) . 偶极子天线及其演化形式如图4 所示,其中偶极子天线由两段同样粗细和等长的直导线排成一条直线构成,信号从中间的两个端点馈入,在偶极子的两臂上将产生一定的电流分布,这种电流分布就在天线周围空间激发起电磁场.利用麦克斯韦方程就可以求出其:辐射场方程式中Iz 为沿振子臂分布的电流,α为相位常数, r 是振子中点到观察点的距离,θ为振子轴到r 的夹角,l 为单个振子臂的长度. 同样,也可以得到天线的输入阻抗、输入回波损耗S11 、阻抗带宽和天线增益等等特 .性参数(a) 偶极子天线; (b) 折合振子天线;(c) 变形偶极子天线当单个振子臂的长度l =λ/ 4 时(半波振子) ,输入阻抗的电抗分量为零,天线输入阻抗可视为一个纯电阻. 在忽略天线粗细的横向影响下,简单的偶极子天线设计可以取振子的长度l 为λ/ 4 的整数倍,如工作频率为2. 45 GHz 的半波偶极子天线,其长度约为6 cm.当要求偶极子天线有较大的输入阻抗时,可采用图4b的折合振子.3 RFID 射频天线的设计从RFID 技术原理和RFID 天线类型介绍上看,RFID 具体应用的关键在于RFID 天线的特点和性能.目前线圈型天线的实现技术很成熟,虽然都已广泛地应用在如身份识别、货物标签等RFID 应用系统中,但是对于那些要求频率高、信息量大、工作距离和方向不确定的RFID 应用场合,采用线圈型天线则难以设计实现相应的性能指标. 同样,如果采用微带贴片天线的话,由于实现工艺较复杂,成本较高,一时还无法被低成本的RFID 应用系统所选择. 偶极子天线具有辐射能力较强、制造简单和成本低等优点,且可以设计成适用于全方向通讯的RFID 应用系统,因此,下面我们来具体设计一个工作于2. 45 GHz (国际工业医疗研究自由频段) 的RFID 偶极子天线.半波偶极子天线模型如图4a 所示. 天线采用铜材料(电导率:5.8e7 s/ m ,磁导率:1) ,位于充满空气的立方体中心. 在立方体外表面设定辐射吸收边界. 输入信号由天线中心处馈入,也就是RFID 芯片的所在位置. 对于2. 45 GHz 的工作频率其半波长度约为61mm（利用公式波长，波的传播速度，以及频率的关系λf=v）,设偶极子天线臂宽w 为1 mm ,且无限薄,由于天线臂宽的影响,要求实际的半波偶极子天线长度为57mm. 在Ansoft HFSS 工具平台上, 采用有限元算法对该天线进行仿真,获得的输入回波损耗S11 分布图如图5a 所示,辐射场E 面(即最大辐射方向和电场矢量所在的平面) 方向图如图5b 所示. 天线输入阻抗约为72 Ω ,电压驻波比(VSWR) 小于2.0 时的阻抗带宽为14. 3 % ,天线增益为1.8.图5 偶极子天线(a) 回波损耗S11 ; (b) 辐射方向图从图5b 可以看到在天线轴方向上,天线几乎无辐射. 如果此时读写器处于该方向上,应答器将不会做出任何反应. 为了获得全方位辐射的天线以克服该缺点,可以对天线做适当的变形,如在将偶极子天线臂末端垂直方向上延长λ/ 4 成图4c 所示. 这样天线总长度修改为(57. 0 mm + 2 ×28. 5 mm) ,天线臂宽仍然为1 mm. 天线臂延长λ/ 4 后,整个天线谐振于1 个波长,而非原来的半个波长. 这就使得天线的输入阻抗大大地增加,仿真计算结果约为2 kΩ. 其输入回波损耗S11如图6a 所示. 图6b 为E 面(天线平面) 上的辐射场方向图,其中实线为仿真结果,黑点为实际样品测量数据,两者结果较为吻合说明了该设计是正确的. 从图6b 可以看到在原来弱辐射的方向上得到了很大的改善,其辐射已经近似为全方向的了. 电压驻波比( VSWR)小于2. 0 时的阻抗带宽为12.2 % ,增益为1.4 ,对于大部分RFID 应用系统,该偶极子天线可以满足要求.宽带无线通信的天线设计许多无线服务供应商采用SDMA技术对可用频谱进行优化利用，在360度覆盖区域内它一般被限制在三个区间。
但采用多束天线系统，其覆盖的区间可被增加至多达48个。
因系统的波束成型网络可重复利用可用频率并降低了干扰，所以，对无线网络服务区域来说，它可服务更多用户且具有更好的服务质量。
该系统可在多个方向长距离传输数据、语音和视频信号且不需中继站。
这样，就把网络的运营成本降至最低且显著提升了可靠性、质量并增加了用户数。
用长距离(高增益)窄束定向天线取代短距离(低增益)全向天线。
通常，长距离天线会增加单一方向上的用户数，但不允许其它方向上的用户使用该系统。
本文建议的系统通过采用既可同时又可顺序重复利用高增益窄束天线的多束技术解决了该问题，该技术有效实现了全向天线的球面型覆盖范围从而显著增加了各个方向的用户数。
采用频率再用技术可进一步增加容量。
多束系统是基于相控阵天线和ElectromagneTIc TECHNOLOGIES Industries(ETI, )公司开发的Optibeam专有波束成型网络的硬件方案。
因该硬件方案不需要软件编程和外接电源，所以很适合恶劣环境使用。
这里讨论的多束天线系统的主要部件是天线和波束成型网络。
天线包含诸如偶极子或贴片(patch)天线等小的天线元素，它们被组合成阵列。
波束成型器为全部天线贴片提供所需的信号相位用以在各方向上生成波束。
多束天线系统为得到期望的性能，两种要素的设计参数都很关键。
在本文讨论的系统内采用的天线基于组成矩阵的贴片天线。
贴片天线以经过验证的微带高频印刷电路技术为基础。
在这样一个矩阵安排中采用贴片部件的优点有：体积小、制造成本低、重量轻、易于安装且可靠性高。
根据期望的电磁辐射方向，把不同信号幅值和相位的激励馈送至每个贴片。
辐射部件的不同相位会与天线远场结合以形成窄束。
本文所论述的天线被设计成线性相控阵天线系统，其中，各贴片间等距并在整个矩阵采用递进相移技术。
每个贴片的间距被保持为中心频点波长的一半(λ/2)。
贴片的中心线被初选为馈送点，但馈送点的实际准确位置是由用高频矢量网络分析仪(VNA)进行的对输入反射的测量结果实施经验化处理决定的。
除馈送点外，为在相关的频率范围内获得小于1.50:1的电压驻波比(VSWR)，还对每个贴片的形状进行了仔细选择。
为改进感兴趣频率范围内的性能，馈送点选得比中心点略高。
该贴片天线部件的其它设计参数包括：谐振频率=3.7GHz；基板高=0.030英寸；基板电介常数=2.2 ；贴片天线长=1.575英寸；贴片天线宽=0.710英寸；馈送点位置略高于贴片中心点；极化=垂直。
许多贴片天线都是在单一电介质基板上以线性方式对贴片元素进行排列以分别获得15度的方位束宽和7度的垂直束宽。
四束天线设计需要最少四个贴片天线部件。
采用本建议技术的四束系统被设计成具有26dB 天线增益、前-后比率高于30dB、副瓣水平20dB(小于主瓣水平)等指标。
采用商用微波VNA对一个四束天线设计的性能进行了测量，采用的全扫频范围是2.0 到4.5 GHz、结果显示在图1中。
天线系统的工作范围在3.2 到4.2 GHz、VSWR小于1.50:1。
波束成型器设计波束成型器是由无源微波器件组成的复杂网络。
它用于在天线和系统收发器间提供所需的相位和幅值。
波束成型网络从天线矩阵形成波束，并采用无需机械运动的电控方式控制波束方向。
可通过采用对天线元素和相关电气元件的时间或频率域分析来设计这样一种电控波束成型网络。
对论及的多束天线系统，在设计用于宽带应用的波束成型网络时采用的是频域分析。
为最小化RF信号损耗并保持诸如相位和幅值等信号属性，一般要将波束成型网络紧挨着天线组件放置或将其整合进天线组件。
在本例中，波束成型器被挨着天线放置并采用相位匹配电缆匹配跨接矩阵的相位(图2)。
这些相位匹配电缆在期望的频带范围提供±1度的相位匹配精度。
每36英寸电缆长度贡献的插入损耗小于0.5 dB。
在本例中，波束成型器的设计采用了组合了正交耦合子、微波混合和相移器等技术以实现在60度区间内产生四个波束的相位要求。
可利用完全对称的90度混合接合以实现矢量增加来生成预期的相位权重。
借助其与生俱来的阻抗转换能力并通过把匹配变换器的使用最少化来减小整个插入损耗，从而可将该混合整合进组件。
为展示该设计方法，设计了一个用于3.4到3.6GHz频段的四束天线波束成型器。
用安捷伦(Aglient)科技的N5230A矢量网络分析仪对其性能进行了测量，N5230A在工作时与同样来自安捷伦的也工作在3.4到3.6GHz范围的U3042A多口测试装置连接。
图3、图4和图5显示的是基于该设计方法的典型八波束波束成型网络的结果。
在3.4到3.6GHz频段的开放环境对多束天线系统的辐射模式进行了测量。
采用相位匹配RF电缆连接波束成型器与天线。
波束成型器的输入端口接3.440、3.480、3.520和3.580GHz这四个不同的中心频率、每个频道的带宽是7MHz。
测试所用的RF功率是+5dBm，来自天线和波束成型器的联合接收功率的测量是利用频谱分析仪在距离200m处进行的。
接收到信号的功率在以200ｍ为半径的圆周每隔1.0度测量一次，其中把四束天线作为圆周中心。