一文讀懂嵌入式Wi-Fi天線設計對pcb布局布線和結構的要求

隨著市場競爭的加劇，硬件設備正以集成化的方向發(fā)展。天線也由外置進化內(nèi)置再進化到嵌入式，我們先來介紹這類應用的天線種類： ⑴ On Board板載式:采用pcb蝕刻一體成型，性能受限，極低成本，應用于藍牙、Wi-Fi模組集成; ⑵ SMT貼裝式:材質有陶瓷、金屬片、pcb,性能成本適中，適用于大批量的嵌入式射頻模組; ⑶ IPX外接式：使用pcb或FPC+Cable的組合，性能優(yōu)秀，成本適中，廣泛應用于OTT、終端設備; ⑷ External外置類：塑膠棒狀天線，高性能，獨立性,成本高，應用于終端設備，無須考慮EMC等問題;

我們直接看看三類內(nèi)置天線需要的空間：

再來總結一下空間要求和性能指標

一文讀懂嵌入式Wi-Fi天線設計對pcb布局布線和結構的要求以上就是Wi-Fi 2.4G的天線設計參考啦! 天線最終的目的是要將射頻信號輻射到自由空間，這時天線的設計就顯得非常重要，但是天線設計很大程度上依賴于所安裝平臺的特性，另外天線對周圍環(huán)境很敏感，這些原因導致很多情況下，天線對每個平臺都是獨一無二的設計。由于客戶對天線設計所考慮的因素不太清楚，這里給出一些我們對便攜設備天線設計的一些建議，便于客戶更好的設計自己的電路和pcb，增加項目成功的機會。但是每個項目都有各自的特點，所以還有一些問題需要具體問題具體分析。 Wi-Fi天線對pcb布局布線和結構的要求1.天線的形式及天線位置和饋點尺寸的建議內(nèi)置天線經(jīng)常采用的幾種形式分別為，分為彈片形式和chip貼片天線和FPC天線。貼片天線的形式是統(tǒng)一規(guī)格的，有固定的尺寸，焊盤的位置和尺寸根據(jù)具體規(guī)格的天線也是固定的。另外根據(jù)特定型號的天線有相關的天線周圍凈空的要求和設備尺寸的建議等設計指導意見。 如果采用彈片形式，我們建議客戶采用PIFA天線作為Wi-Fi天線的形式，根據(jù)我們的經(jīng)驗，PIFA天線成功率和性能都要好一些。天線RF饋電焊盤應采尺寸為2×3mm，焊盤含周邊≥0.8mm的面積下pcb所有層面不布銅。如果為PIFA天線，還要加一個2×3mm的地焊盤，兩個焊盤之間距離為2mm。 天線通常的位置都在設備的頂部，pcb頂部開始，將此區(qū)域內(nèi)的所有層的地切掉2～3mm，但屬于天線地焊盤的那層的焊盤部分要保留。

2. 匹配電路布線的建議一文讀懂嵌入式Wi-Fi天線設計對pcb布局布線和結構的要求天線匹配電路的拓撲結構為從天線開始四個件并串并串，到測試口或者Power amplifier。匹配電路下方以及匹配網(wǎng)絡周圍1.5mm區(qū)域內(nèi)不要鋪地。匹配網(wǎng)絡擺放位置距離饋電焊盤放較近為好(但不要太近)。 3. 從WiFi模塊到天線匹配電路的微帶線從Wi-Fi模塊到天線匹配電路的信號傳輸線為50ohm特性阻抗的微帶線。為了避免在微帶線上的損耗，模塊應該盡可能的靠近天線。微帶線必須根據(jù)具體的pcb來決定尺寸。不允許有交叉的線在微帶線和地之間通過。4. 其他一些問題接地：良好的射頻接地對于手機的無線性能而言無疑是相當重要的，須遵循如下幾個設計原則： 盡量使外層區(qū)域的地完整，不被分割破壞(非屏蔽罩之內(nèi)的部分)，這個對于天線附近的區(qū)域尤為重要。天線電流必須與噪聲電流隔離，如果天線附近的接地區(qū)域被破壞成不完整的，必須在其下面相關區(qū)域產(chǎn)生一塊填充地平面，并用地過孔加以縫合，使之成為完整的地。此區(qū)域走線須得保證天線電流只流過表層平面，且須限制噪聲電流流進里面的完整地平面。 在使用預先生產(chǎn)天線時，需要注意的是其特性取決于所連接的地平面。僅當接地平面的尺寸及形狀均與制造商的評估板一致時，方可達到制造商所標明的規(guī)格。在其它情況下，用戶需要在實際應用條件下測定預先生產(chǎn)的天線的阻抗，并匹配至所需的特征阻抗。