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WiFi天線對(duì)PCB布局布線和結(jié)構(gòu)有哪些要求?
發(fā)布時(shí)間：
2019-07-12 17:37
1、天線的形式及天線位置和饋點(diǎn)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(hào)的天線有相關(guān)的天線周圍凈空的要求和設(shè)備尺寸的建議等設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見。
如果采用彈片形式，我們建議客戶采用PIFA天線作為WiFi天線的形式，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，PIFA天線成功率和性能都要好一些。天線RF饋電焊盤應(yīng)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(gè)2×3mm的地焊盤，兩個(gè)焊盤之間距離為2mm。
天線通常的位置都在設(shè)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。注：黃色方框的區(qū)域是天線和支架安裝的位置。
2、匹配電路布線的建議
天線匹配電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為從天線開始四個(gè)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(luò)周圍1.5mm區(qū)域內(nèi)不要鋪地。匹配網(wǎng)絡(luò)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
從WiFi模塊到天線匹配電路的信號(hào)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(yīng)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(duì)于手機(jī)的無線性能而言無疑是相當(dāng)重要的，須遵循如下幾個(gè)設(shè)計(jì)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(gè)對(duì)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(guān)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(jìn)里面的完整地平面。
在使用預(yù)先生產(chǎn)天線時(shí)，需要注意的是其特性取決于所連接的地平面。僅當(dāng)接地平面的尺寸及形狀均與制造商的評(píng)估板一致時(shí)，方可達(dá)到制造商所標(biāo)明的規(guī)格。在其它情況下，用戶需要在實(shí)際應(yīng)用條件下測定預(yù)先生產(chǎn)的天線的阻抗，并匹配至所需的特征阻抗。
5、設(shè)備外殼金屬成分的使用問題
不要在外殼表面使用具有金屬成分的噴涂或者鍍層，金屬鍍層不能實(shí)現(xiàn)可靠的接地，會(huì)對(duì)天線性能有很大影響。不要在天線附近使用金屬裝飾物。
6、純金屬結(jié)構(gòu)件的使用
采用全金屬結(jié)構(gòu)的部件時(shí)(例如前面板或者后面板)，請(qǐng)對(duì)所使用的部件預(yù)留多個(gè)接地點(diǎn)，具體的接地點(diǎn)位置的確定由天線設(shè)計(jì)公司來確定。天線輻射區(qū)域上方不能有任何接地或者不接地的金屬裝飾物，包括電鍍和鍍金。
7、給天線預(yù)留安裝位置的考慮
天線的安裝要遠(yuǎn)離金屬物體，天線需要足夠的空間來展開，如果采用chip天線，那么需要按照應(yīng)用指南的要求，給出足夠的凈空區(qū)域和相應(yīng)尺寸的地。如果采用彈片方式的天線，應(yīng)該為天線設(shè)計(jì)支架，天線固定在支架上，而支架和PCB再進(jìn)行固定;或者不用支架，天線固定在外殼上面。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮給出天線安裝的空間和位置，并考慮在支架或者要安裝天線的外殼上增加熱熔柱來固定天線。
8、他模塊和天線相對(duì)位置布局的考慮
對(duì)于speaker，camera，vibrator，LCD，電池等部件和天線的相對(duì)位置，這里有一些通常的建議：
天線要遠(yuǎn)離camera和flexible PCB;
天線距離電池至少要有5mm以上的距離;
Vibrator要遠(yuǎn)離天線;
天線到屏蔽罩的距離最小為2-4mm(會(huì)引起寄生效應(yīng));
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什么是天線增益呢？也就是說，在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。當(dāng)然，這個(gè)解釋有點(diǎn)拗口了，通俗的說，增益表明的就是天線可以把信號(hào)放大多少倍。這下問題又來了，天線是無源器件，不需要電源的啊，那它怎么能放大，這不是違反最基本的能量守恒原理嗎？
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2001年以前，國外廠商通過主設(shè)備與天線打包的方式壟斷了中國的市場，國外基站天線價(jià)格在國內(nèi)曾經(jīng)高達(dá)1萬元。直到2009年，僅Kathrein和Andrew兩家天線市場占比仍達(dá)到了79%，其專利壁壘嚴(yán)重阻礙了中國天線品牌進(jìn)入國際市場。隨著中國三大運(yùn)營商拆包集中采購，打破專利壁壘后，國產(chǎn)天線占比才持續(xù)提升，截止到2017年華為天線全球市場份額達(dá)到了32%，成為全球第一大天線生產(chǎn)商。
2021-03-01 14:08
天線產(chǎn)業(yè)鏈劃分較為簡單，大致為上游原材料、中游天線行業(yè)、下游通信運(yùn)營商和設(shè)備商，行業(yè)及客戶。
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