蓝牙F天线PCB设计 Pattern_Antenna

3.0 1.3 3.5 0.5 0.6 0.5 0.4 0.5 0.9 1.8 0.6 0.4 0.6 0.2

蓝牙天线

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。

CSR 2.4GHz 天线设计参考指南

2.4GHz Inverted-F and Meander Line Antennas Application Note
May 2007
CSR Cambridge Science Park Milton Road Cambridge CB4 0WH United Kingdom Registered in England 4187346 Tel: +44 (0)1223 692000 Fax: +44 (0)1223 692001 https://www.wendangku.net/doc/2a13195682.html,
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CS-101512-ANP2

Contents
Contents
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Introduction .................................................................................................................................................... 3 Inverted-F Antenna ........................................................................................................................................ 4 Meander Line Antenna................................................................................................................................... 5 Real Designs .................................................................................................................................................. 6 Proximity to Metal Objects ............................................................................................................................ 7 Proximity to Dielectric Materials................................................................................................................... 8
2.4GHz Inverted-F and Meander Line Antennas
Network Analyser........................................................................................................................................... 9 Final Tuning.................................................................................................................................................. 10 Conclusion ................................................................................................................................................... 12
Terms and Definitions ........................................................................................................................................ 13 Document History ............................................................................................................................................... 14
List of Figures Figure 2.1: Inverted-F Antenna ............................................................................................................................... 4 Figure 3.1: Meander Line Antenna.......................................................................................................................... 5 Figure 3.2: Input Impedance of Two Meander Line Antennas................................................................................. 5 Figure 4.1: Approximate Dimensions of Inverted-F Antenna................................................................................... 6 Figure 4.2: Approximate Dimensions of Meander Line Antenna ............................................................................. 6 Figure 7.1: Preparation Before Measurement ......................................................................................................... 9 Figure 7.2: Assembled System Ready to Measure ................................................................................................. 9 Figure 8.1: Locating Product in Far Field of Antenna ............................................................................................ 10 Figure 8.2: Final Tuning Procedure....................................................................................................................... 11
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蓝牙天线设计

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

蓝牙天线技术分析与应用介绍

蓝牙天线技术分析与应用介绍
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

蓝牙模块硬件设计指导(参考)

蓝牙模块硬件设计指导（参考） 1.简介 该文档基于某款蓝牙模块的硬件设计经验总结，仅作硬件设计参考之用。 2.天线设计 2.1PIFA天线设计 2.1.1尺寸要求 该天线是经过调频特性的理论计算得出的尺寸大小，并经过实际设计验证的经验值，跟板材及环境都有关系。按如下规格设计最远距离（无遮挡）可达20米。 图1 2.1.2布线要求 首先，建议将天线按尺寸设计成元件封装，方便摆放及后续项目设计，并可以防止拖动造成尺寸大小变化，而来回修改。 其次，该天线是与地线连接的，天线有效部分的周围及其下层（即背面）不应用有元器、布线，更不应该铺铜，否则影响信号发射和接收，甚至无法正常工作。 第三，该天线的接地点要求大面积接地，并多打过孔。第四，该天线要求设计在PCB板的板边，尽量朝前面板，并要求周围避开铁质结构件。 2.1.3板材要求 板材请选用：FR4，介电常数为 4.2 2.2外引天线设计 请断开PIFA天线的连接电路，并用10pF的电容连接外引天线。外引天线的线材要求采用50欧高频屏敝电缆，并在尾部去掉3CM长的屏敝层。线头的中间信号线焊接在天线输出

端，而屏敝铁线也应该焊在就近地线位置，该天线尾部应放置于前面板靠前位置或者引至铁壳之外。 3.电源设计 电源的参数要求应根据具体型号的参数来设计，详细请见相应型号的SPEC文档。 注：为了保证模块的工作的稳定性及语音输出不受干扰，建议蓝牙模块独立电源供电，并保证电源稳定，输出功率符合模块的最大功耗。 另外，掉电时，要保证蓝牙的掉电完全（即保证掉电电压可以小于 1.5V超50mS）；实在无法满足条件，请加进复位芯片对模块复位引脚进行复位电平控制。 建议：主控CPU增加对蓝牙模块的电源控制，即可保证模块掉电完全，也可避免蓝牙模块的状态与CPU的状态不一置。 4.音频电路设计 音频电路的设计直接影响到蓝牙模块输的音质指标，所以，应独立区分布线，保证音频信号的完整性。 4.1差分输出设计要求 有的模块音频输出是差分信号输出，需要外部加差分信号转单端信号电路。如下图所示： 图2 其中，差分线的布板走线应尽量短且等长，做好地线屏敝工作，避免其信号线干扰。 第二，其接地网络应与目标系统的音频地（如汽车音响的功放接地点）连接之后再与大地相连，避免地线引进干扰。 第三，建议图示中所有10K电阻的精度都采用1％的。第四，保证电源的电压稳定。

蓝牙5.0 BLE芯片模块KT1025A硬件说明和设计注意事项

KT1025X硬件说明和设计注意事项 1、首先请以提供的测试DEMO为准“BT201”模块，如果单独使用芯片，没测试过dem直接LAYOUT，此时经验不是很丰富，极有可能出现底噪。所以首先对比好厂商的测试板 注意：蓝牙音频类的产品，出现底噪或者杂音是很常见的，layout的时候请不要很随意，基础知识不牢固的，网上多学习，不要想当然的随便，结果出来杂音就是自然而然的事情 2、天线和一些元器件的封装，请直接参考DEMO模块的PCB文件，资料库里面有 3、还需要注意电源供电： (1)、BT201测试板其实也是有底噪的，只是非常小，人耳基本很难听出来而已 (2)、可以使用手机充电器供电试试，不会有大的底噪 (3)、最好用电池供电，因为电池是觉得对的直流，所以非常干净 (4)、台式电脑的USB输出就有可能产生纹波比较大，会产生底噪 (5)、板子中如果有DCDC，则也容易产生底噪，最优的供电是采用7805之类的LDO 4、如果板子有底噪，该怎么排查？ (1)、首先板子的供电，选一个干净的，最好电池供电，断开前级一切电源电路 (2)、然后接出芯片的耳机输出，用耳机听听，是否有底噪，如果没有就查后级功放电路 (3)、如果播放U盘无底噪，而播放蓝牙有底噪，这个不能说明什么问题。 本身蓝牙属于高频射频，对外就会辐射能量，底噪只能尽可能的小，不可能没有。但是好的设计，你听起来是感受不到底噪的，除非仪器去测量。 5、蓝牙底噪的改善方法： (1)、蓝牙天线和蓝牙模块尽量远离模拟电路 (2)、芯片的模拟地一定要接到电源地的输入端 (3)、检查芯片周围的接芯片脚的电容有没有问题，是否短路，或者虚焊 (4)、蓝牙部分的GND要多放过孔。 6、晶振的选型和指标要求? 由于蓝牙对频偏要求比较高，所以晶振的品质对蓝牙的性能至关重要，选型过程中 必须保证晶振的一致性和稳定性。晶振的频率偏差必须≤±10ppm，负载CL推荐12pF。 备注：晶振对地电容C102=C103?=2*CL‐（4pF~6pF），其中CL为晶振负载电容。 (1)、体积无要求的，推荐我DEMO上面的晶振，成本低，性能好 (2)、体积要求小的，推荐24M-3225的，成本稍高，性能好 建议直接用原厂配套的晶体，相信比外面随意采购的要优惠和质量保障

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：

天线设计与测试标准

sward索沃德通讯技术有限公司 索沃德天线设计和测试标准 研发部及业务部培训材料 2013-07-18

天线设计前期考量 1.Pattern制式/模式 1Pattern 2.Frequency / Bandwidth频率/带宽 3. Structure/size 结构/尺寸 3Structure/size 4.VSWR/ smith 电压驻波比/史密斯图 5.Gain ( Service area )效率/增益 5Gain(Service area) 6.TRP/TIS 功率/灵敏度(主天线) 7Mechanical Strength 7.Mechanical Strength机械强度 8.Cost成本

索沃德天线分类 ? 1.WIFI天线 线 ? 2.BT天线 ? 3.2G(GSM850+EGSM+DCS+PCS)天线 43G(WCDMA+CDMA2K(EVDO)+TD-SCDMA)? 4.3G (WCDMA+CDMA2K(EVDO)+TD-SCDMA)天线? 5.GPS天线 ?目前开发项目：NFC近场天线

By Frequency Range Frequency (GHz) 0.1------0.4 0.50.60.70.80.9…….. 1.4 1.5 1.61.0433/DVB UHF L band /GPS Frequency (GHz) 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2….. 2.4 ……... 5.0 6.0 ….8.02.5433/DVB UHF GSM850/900L-band / GPS FM By Application platform

2.4Ghz蓝牙和wifi天线设计-HFSS

HFSS —2.4Ghz蓝牙和wifi天线设计 wang161x2018-11-25 11:46:035270收藏 18 分类专栏：HFSS 版权 PCB天线的发展演变———-单极子天线 半波偶极子天线单向偶极子天线（鞭状天线、倒L天线） 方向性：2.15dB 方向性：2.15dB+3dB 输入阻抗：73.2欧姆输入阻抗：37.6欧姆 倒F天线：由倒L天线演变而来，为了解决倒L天线没有参数调节输入端的输入阻抗。发展思路：倒L天线输入端电流最大，电压最小。而末端电流最小（0），电压最大。根据阻抗定义：R=V/I，输入端输入阻抗小，输出端输入阻抗大，可见天线的输入阻抗是逐渐增

大的，即总有一点满足输入阻抗的值为50欧姆，这样就可以满足标准的50欧姆阻抗，可以调节馈点位置，来调节输入阻抗。为了减小天线尺寸，可采用蛇形天线 设计天线应该考虑的问题： 1.天线工作频率的决定因素是天线的长度。天线长度介于1/4介质波长和1/4自由空间波长之间 2.PCB板材（通常都是FR4，Er=4.4） 3.PCB板厚 4.PCB 板参考地平面的尺寸 5.天线走线的宽度。 6.天线位置 7.外壳

HFSS设计环境 软件版本 HFSS v 15.0 求解类型（solution type） Driven Terminal 激励类型 Lumped port 背景边界条件 Radiation 2.4Ghz蓝牙和wifi天线设计 工作频率 Bluetooth/wifi工作于2.4Ghz1SM中心频率取2.45Ghz PCB板信息 介质材料：FR4 Er=4.4 板厚：1mm 天线走线宽度：1.6mm PCB板尺寸：65mm×40mm

蓝牙天线的种类

蓝牙天线的种类 ?1）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，而和蓝牙模块之射频前端电路所外接的转接头相互连接。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。偶天线的长度和其操作频率有关，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。 2）PIFA天线 PIFA天线是以其侧面结构和倒反的英文字母F外观雷同而命名。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，而且可以直接和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。时为了支撑金属片不和接地金属面产生短路，通常会在金属片和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。 3）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)陶瓷天线和多层陶瓷天线，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(Low Temperature 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。由于陶瓷本身的介质常数较PCB电路板高，所以使用陶瓷当天线介质能有效缩小天线尺寸；在介质损耗(Dielectric Loss)方面，陶瓷介质也比PCB电路板的介质损耗更小，所以非常适合用在低耗电率的蓝牙模块使用。除此之外，当蓝牙模块必须利用LTCC的技术来将模块体积降到最小时，LTCC蓝牙天线可以轻易的和蓝牙模块整合在LTCC的多层陶瓷介质中，将是小型化蓝牙模块的最佳选择。 蓝牙天线的参数 ?1）天线输入阻抗(Input Impedance)

蓝牙模块硬件设计指导

蓝牙模块硬件设计指导 Document Number: FLC-RD- Report Version: 1.1 Release Date: Mar. 12, 2008 Reviewed by: __________________ by: ____彭宗铖________ Approved

Release Record Version Number Release Date Comments 1.0 Set 15, 2007 Draft Draft 12.2008 1.1 Mar

TABLE OF CONTENTS 1.简介 (4) 2.天线设计 (4) 2.1P IFA天线设计 (4) 2.1.1尺寸要求 (4) 2.1.2布线要求 (5) 2.1.3板材要求 (5) 2.2外引天线设计 (5) 3.电源设计 (5) 4.音频电路设计 (5) 4.1 差分输出设计要求 (5) 4.2 双声道输出设计要求 (6) 5.MIC输入电路设计 (6) 5.1 FLC-BTMDC732模块MIC设计要求 (5) 5.2 其它模块MIC设计要求 (5)

1. 简介 该文档是上海慧翰信息技术有限公司推出的蓝牙模块的硬件设计经验总结，适用于本公司的各个型号模块的硬件设计参考，敬请按型号区分要点。如有何问题，请直接与本公司的工程师联系，您将会得到更详细的说明。 2. 天线设计 2.1 PIFA天线设计 该天线设计适用于FLC-BTMDC705及FLC-BTMDC732模块的设计。 2.1.1 尺寸要求 该天线是经过调频特性的理论计算得出的尺寸大小，并经过实际设计验证的经验值，跟板材及环境都有关系。按如下规格设计最远距离（无遮挡）可达20米。

蓝牙天线设计

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天线设计

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～ 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。这样，网络分析仪对输出与输入信号进行比较，即可得出待测设备的传输指标，如增益、插入损失、分配损失等;而对输出和反射信号进行对比，则可得出待测设备的反射指标(如反射损耗等)。 在对倒F天线进行测试时，应先将高频导线焊接到PCB上的天线测试点，然后再连接到网络分析仪，并进行重新校准(3个mark点频率分别为 GHz， GHz与 GHz)，之后再焊接天线匹配元器件，然后利用网络分析仪的Smith图来测试天线参数，并运用Smith圆图进行软件计算，以修改天线长度及匹配元件参数值，最终使天线网络的阻抗、频率、带宽、驻波比，达到最优化。 为了方便测量，可将一特性阻抗为50 Ω的同轴电缆的内导体焊接在与天线馈电点相连的50 Ω微带线上，而将外导体就近接在蓝牙模块的地上，同时在同轴电缆的另一端焊SMA接头并连到Agilent网络分析仪N3382A。这样，通过网络分析仪测得的Smith圆图可知，经过匹配网络后的天线阻抗非常接近50 Ω。回损10 dB时的带宽约为90 MHz，可完全覆盖蓝牙所工作的ISM频段～ GHz)，且其驻波比小于2，可以满足蓝牙无线电技术的要求。图4所示是倒F型蓝牙天线的测试结果图。图5给出了其天线匹配网络的连接示意图。

pcb天线设计参考(TI公司)

CC-Antenna-DK and Antenna Measurements Summary By Richard Wallace Keywords ?169 MHz (136 – 240 MHz) Antenna ?315 MHz (273 – 348 MHz) Antenna ?433 MHz (387 – 510 MHz) Antenna ?868 MHz (779 – 960 MHz) Antenna ?915 MHz (779 – 960 MHz) Antenna ?2440 MHz Antenna ?PCB Antenna ?Wire Antenna ?Ceramic Chip Antenna ?CC-Antenna-DK ?Dual Band Antenna (868 & 2440 MHz) ?Mitsubishi Chip Antenna ?Pulse Chip Antenna ?Helical Wire Antenna ?Pulse Helical Wire Antenna 1 Introduction The main purpose of the CC-Antenna-DK is to ease the decision for which type of low cost antenna can be implemented as well as give an estimation of the performance that can be achieved. The frequency range of the antennas is from 136 MHz to 2480 MHz. The A4 sized PCB panel contains 16 different boards; 13 antenna designs and 3 boards for calibration purposes. Each board has been v-cut and can be snapped out of the PCB panel. All antennas are tuned for connecting to an EM board on the EB platform. A matching network is used on each antenna design so the antenna boards can matched for other GND sizes than the EB board. Additionally, the ambition with this document is to collect the various antenna measurements that have been performed and to compare the results obtained in an overview format. Terminology, antenna characteristics, fundamentals of antenna design, and measurement procedures are covered in the Antenna Selection Guide [18]. For each antenna, a CTIA measurement summary is provided in this report with a link to the full measurement CTIA report. DN6xx is designated for CTIA measurement reports. Choosing the correct antenna for the application is crucial if the optimum range is to be achieved. Similarly, for a given distance, the power can be reduced on the transmitter side if the optimum antenna is chosen. Antennas are categorized under the operating frequency (169 MHz, 315 MHz, 433 MHz, 868 / 915 MHz or 2.44 GHz) and then the type of antenna (PCB Antennas, Chip Antennas, and Wire Antennas). The main focus is on PCB, Wire and Chip antennas, since these are mainly used in high volume products.

蓝牙笔天线调试分享

蓝牙智能手写笔天线调试分享 说到智能手写笔，大多会联想到手机或是平板自带的能在其屏幕上书写的笔，但是随着科技的进步，现在的智能手写增加了人工智能的功能使得它能和我们平时用的钢笔、马克笔、签字笔、毛笔等一样能够写字或画画。 本次分享的蓝牙智能手写笔天线设计项目是国外的一个团队设计发明的，它增加了一定的传感器，记录相关的轨迹并实时显示在与电子设备相连接，当用户看设备屏幕时，显示客户书写的位置。方案不属于我的工作范围，在这里就不讨论了（因为我完全不懂，没啥说的，如果你刚好知道，可以留言告诉大家哈）。 下面开始本文的分享设计——天线 一、仿真评估 简易结构模型： 工作频段：2.45GHz 天线走线面积：W*L=9mm*16mm 9mm 16mm

1.金属外壳对天线性能的影响 众所周知天线附近有金属物，都会影响天线的性能，所以在外界环境一定的情况下，怎么样布局对天线影响最小就尤为重要了。 2.馈电点设计（PIFA&Monopole） 通过上面的仿真对比可以看出，该项目的天线设计采用monopole的形式比PIFA好。 3.边沿地的影响 结合上两个仿真结果，我们需要确认边沿地的最佳尺寸。 根据结构外观和仿真模拟最后的边沿尺寸定位W*L=1.5mm*5mm

4.天线仿真 A.天线1:1.5mm*11mm 加入匹配： S11参数：

B.天线2:1.5mm*16mm 加入匹配： S11参数： 总结： 1.加长天线的走线区域不仅可以增加天线的带宽还可以让天线得到一个较好的无源参数。 2.因仿真均是理想材质，所有和真实的实物还是有所区别，仿真可以看到大概的趋势，做参考作用。

天线对蓝牙产品的影响

天线对蓝牙产品的影响 近年来，消费类电子产品日益普及，无线产品的技术与市场得到进一步提高，而天线作为无线产品中不可或缺的关键器件，也得到进一步改进与完善。在蓝牙产品中，天线与蓝牙模块的关系是共生共辅的，是一个除了系统芯片作为核心外，天线是另一个具备影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。 先简要说明一下什么是天线？用金属导线、金属面或其他介质材料构成一定形状，架设在一定空间，将从发射机馈给的射频电能转换为向空间辐射的电磁波能，或者把空间传播的电磁波能转化为射频电能并输送到接收机的装置。天线的作用：是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。 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。