【導讀】天(tian)線(xian)作(zuo)為(wei)無(wu)線(xian)信(xin)號(hao)輻(fu)射(she)和(he)接(jie)收(shou)的(de)重(zhong)要(yao)器(qi)件(jian)
，在(zai)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)中(zhong)起(qi)著(zhe)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)。天(tian)線(xian)究(jiu)竟(jing)是(shi)如(ru)何(he)實(shi)現(xian)信(xin)號(hao)從(cong)有(you)線(xian)到(dao)無(wu)線(xian)的(de)轉(zhuan)換(huan)的(de)？如(ru)何(he)才(cai)能(neng)設(she)計(ji)出(chu)一(yi)款(kuan)性(xing)能(neng)優(you)秀(xiu)的(de)天(tian)線(xian)？本(ben)係(xi)列(lie)文(wen)章(zhang)帶(dai)你(ni)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)。

PCB天線概述

什麼是PCB天線？顧名思義
，就是在PCB上印製了一根走線，可以將其畫成直線走線，反轉的F形走線，蛇形或圓形走線等，長度為四分之一波長就基本可以形成天線，將電信號輻射出去或接收信號。

設計指標

在上一期文章（深入解讀無線通信中的天線① — 初識天線）
，我們介紹了天線的幾個關鍵性能指標：增益、工作頻段/帶寬、駐波比/輸入阻抗。本期我們參考這些關鍵參數，以廣州致遠電子股份有限公司推出的ZM602係列Wi-Fi模塊為例
，看看如何設計出一款性能優秀的PCB天線。

下表是我們本次天線設計的參數指標要求如下。 

表1 天線參數設計指標

天線模型

PCB天線最常見的結構是倒F天線，如下圖所示。

圖1  倒F天線模型

天線的長度需要符合傳輸信號的四分之一自由空間波長，才能達到發射和接收轉換效率最高，同時更好產生較好輸入阻抗。2.45GHz信號的自由空間波長為122.45mm
，因此相應的天線長度約為30.6mm，該長度就是PCB天線中倒F部分（L）的長度。實際設計中，為了盡可能減小天線占用的空間，常常會設計成蛇形走線。天線的高度（H）、饋線與接地點的距離（S）以及蛇形走線的寬度這三項參數設計到具體的仿真調試，受篇幅影響，這裏暫不展開說明。

圖2  天線的蛇形走線

除了倒Fbufendeshexingzouxian

，tianxianhaixuyaolianghaodejiedimian，cainengshixianxinhaodefushehejieshou。jiedimiandechangduyaoqiuheshexingzouxianbufenyiyang，weichuanshuxinhaodesifenzhiyiziyoukongjianbochang
，ji30.6mm。考慮到產品的實際使用環境，無線模組的體積不能太大，因此本次設計中，我們將ZM602模組的整體尺寸設計為25*18mm
，其中接地麵的最大長度約為25mm（對角線）。由於接地麵長度無法達到30.6mm的要求
，天線性能受到一定影響。但若將ZM602模塊焊接在測試底板或者客戶底板上，即可借助底板的接地麵
，讓天線發揮出最好的性能效果。

經過仿真軟件的調整優化後，我們最終確定的天線模式尺寸如下。

圖3  PCB天線完整模型

天線性能測試

現在，ZM602的PCB天線已經設計完成，那麼這款天線的性能是否達到了我們的設計要求呢
？我們在仿真軟件中對天線進行仿真測試（帶測試底板），以及對天線實物進行了實際測試，測試結果顯示，天線各項參數均滿足設計要求。

表2 天線參數測試結果

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