硬件電路設(shè)計(jì)之“RF天線設(shè)計(jì)”

時間：2021-09-18 17:52:48

關(guān)鍵字：天線 RF

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[導(dǎo)讀]本文主要介紹射頻天線的原理圖及PCB設(shè)計(jì)。隨著GPS、4G、WiFi、BT等等無線系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣，天線的設(shè)計(jì)也會越來越多，天線是無線系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，它負(fù)責(zé)發(fā)送和接收電磁輻射。理想情況下，傳輸線的阻抗為50Ω，從傳輸線的50Ω參考點(diǎn)看芯片端的阻抗必須是50Ω，看天線端的阻抗也...

本文主要介紹射頻天線的原理圖及PCB設(shè)計(jì)。

隨著GPS、4G、WiFi、BT等等無線系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣，天線的設(shè)計(jì)也會越來越多，天線是無線系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，它負(fù)責(zé)發(fā)送和接收電磁輻射。

理想情況下，傳輸線的阻抗為50Ω，從傳輸線的50Ω參考點(diǎn)看芯片端的阻抗必須是50Ω，看天線端的阻抗也必須是50Ω。這樣才能保證發(fā)送端的能量完全通過天線輻射出去，不會在傳輸線中產(chǎn)生損耗（或者天線接收到的能量能無損的傳輸給芯片）。但是實(shí)際情況由于板材的介電常數(shù)、布線線寬、銅箔厚度等因素的影響，未必能保證芯片端到天線端的傳輸線阻抗為50歐姆，所以通常會在中間預(yù)留T型或者π型網(wǎng)絡(luò)，以便對傳輸線阻抗進(jìn)行調(diào)試匹配。

上圖中對地的兩個電容的作用并不是濾波，而是為了阻抗匹配，保證天線與接收端模塊的阻抗一致，大概在50Ω左右！電容是有阻抗的，在RF里面可以加上電感電容調(diào)試該傳輸線的阻抗！此三個位置不一定焊接什么器件呢（可以是電阻、電容或者電感），主要目的就是保證傳輸線的阻抗是50Ω。π型匹配除了要選擇合適的電感、電容值之外，PCB Layout的設(shè)計(jì)對性能的影響也是非常關(guān)鍵的。PCB設(shè)計(jì)時，除了保證從芯片到天線之間的這段傳輸線的阻抗匹配之外，π型匹配電路的布局布線也是非常重要的。π型網(wǎng)絡(luò)器件的布局要盡量的靠近，走線時不要出現(xiàn)stub，兩側(cè)的接地過孔也不要超出掏空區(qū)域。