硬件设计分享-⑦天线设计

天线类型

如前部分所述，在自由空间中裸露的波长为λ/4 的所有导体被放在一个接地层上，并为其提供合适的电压，那么该导体可以作为一个天线使用。根据不同的波长，天线可能与汽车的 FM 天线一样长，也可能与信号浮标上的走线一样短。对于 2.4 GHz 的应用，大部分 PCB 天线都属于下面的类型：

1. 导线天线：这是在 PCB 上延长到自由空间中的一段导线，它的长度为λ/4，并被放置在接地层上。这种天线是由50-Ω4 阻抗的传输线供电的。通常，由于尺寸和三个维度的暴露，该导线天线提供的性能和辐射范围最好。该导线
可以是直线、螺旋或是回路的。它是一个三维 (3D) 的结构，其中天线高出 PCB 4-5mm，并伸出到空间内。

Figure 4: 导线天线

2. PCB 天线：它是 PCB 上的一根 PCB 走线，并且可以将其画成直线形走线、反转的 F 形走线、蛇形或圆形走线、或基于天线类型和空间限制的摆动曲线等。在一个 PCB 天线中，天线在 PCB 的同一平面上变成二维 (2D) 结构；
见 Figure 5。当裸露到空间外的 3D 天线被放置到 PCB 层上作为 2D 的 PCB 走线时，必须遵循一定的指南。一般情况下，与导线天线相比，它需要的 PCB 空间更大，效率也低，但成本低，并且容易制造和可以给 BLE 应用提供可接受的无线距离。