硬件电路设计之“RF天线设计”

[导读]本文主要介绍射频天线的原理图及PCB设计。随着GPS、4G、WiFi、BT等等无线系统的应用越来越广，天线的设计也会越来越多，天线是无线系统中的关键组件，它负责发送和接收电磁辐射。理想情况下，传输线的阻抗为50Ω，从传输线的50Ω参考点看芯片端的阻抗必须是50Ω，看天线端的阻抗也...

本文主要介绍射频天线的原理图及PCB设计。

随着GPS、4G、WiFi、BT等等无线系统的应用越来越广，天线的设计也会越来越多，天线是无线系统中的关键组件，它负责发送和接收电磁辐射。

理想情况下，传输线的阻抗为50Ω，从传输线的50Ω参考点看芯片端的阻抗必须是50Ω，看天线端的阻抗也必须是50Ω。这样才能保证发送端的能量完全通过天线辐射出去，不会在传输线中产生损耗（或者天线接收到的能量能无损的传输给芯片）。但是实际情况由于板材的介电常数、布线线宽、铜箔厚度等因素的影响，未必能保证芯片端到天线端的传输线阻抗为50欧姆，所以通常会在中间预留T型或者π型网络，以便对传输线阻抗进行调试匹配。

上图中对地的两个电容的作用并不是滤波，而是为了阻抗匹配，保证天线与接收端模块的阻抗一致，大概在50Ω左右！电容是有阻抗的，在RF里面可以加上电感电容调试该传输线的阻抗！此三个位置不一定焊接什么器件呢（可以是电阻、电容或者电感），主要目的就是保证传输线的阻抗是50Ω。π型匹配除了要选择合适的电感、电容值之外，PCB Layout的设计对性能的影响也是非常关键的。PCB设计时，除了保证从芯片到天线之间的这段传输线的阻抗匹配之外，π型匹配电路的布局布线也是非常重要的。π型网络器件的布局要尽量的靠近，走线时不要出现stub，两侧的接地过孔也不要超出掏空区域。