2.4GHz天線設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2012/4/11 19:33:02 訪問次數(shù):9089
在無線傳輸系統(tǒng)中,天線的設(shè)計(jì)40HF120尤為重要,天線部分的好壞直接影響到通信質(zhì)量的好壞,如果天線設(shè)計(jì)的不好則會使得收發(fā)都無法正常進(jìn)行。
CC2420的生產(chǎn)商TI對符合2.4GHz頻率上的ZigBee的天線設(shè)計(jì)給出了一些官方參考文檔,其中提及了兩種PCB板載天線的設(shè)計(jì)方案;另外采用定制的2.4GHz高增益天線也是一種方便可行的辦法。
本書中同時(shí)采用了倒置F型PCB天線的設(shè)計(jì)及外接高增益天絨的設(shè)計(jì)兩種方案,它們分別用于不同的節(jié)點(diǎn)上。經(jīng)過長時(shí)間實(shí)際開發(fā)和測試證明,這兩種天線都工作穩(wěn)定,完全符合應(yīng)用。以下就3種天線的設(shè)計(jì)方案做一些解釋。
(1)倒置F型PCB天線
這種類型的天線,實(shí)際測量到的最大增益可達(dá)+3.3dB,而整個天線在PCB板的設(shè)計(jì)時(shí)總共需要占用25.7mm×7.5mm的一塊面積,并且PCB板的這部分不能布設(shè)其他器件,PCB天線的背面也不能鋪地敷銅。這種PCB天線的設(shè)計(jì)相對簡單,但所占的面積較大,作為一類全向天線,它在XYZ坐標(biāo)系的3個面上的增益差別不大。
倒置F型PCB天線的設(shè)計(jì)樣式及設(shè)計(jì)參數(shù)如圖9-11所示。
(2)小尺寸PCB天線
TI官方提供的另外一種2,4GHz頻率上的PCB天線設(shè)計(jì)實(shí)際上也是一種倒置F型板載內(nèi)置天線。它也同樣需要在對PCB板的設(shè)計(jì)時(shí)專門為其預(yù)留一塊空間,并且不能布設(shè)其他元件和鋪地敷銅;也同樣是一種全向天線。而與第一種天線所不同的是:
①其占用的PCB板面積更小,只需要15.2mm×5.7mm的面積即可。
②它在實(shí)現(xiàn)時(shí),拐角較多,對于精度要求很高的高頻通信領(lǐng)域,在設(shè)計(jì)上增加了一定的難度。
③盡管占用空間很小,但其增益可以達(dá)到更高,測量最大值可達(dá)+5.3dB。
這種天線的方案樣式及設(shè)計(jì)參數(shù)如圖9-12所示。
(3)外接高增益天線
與以上兩種內(nèi)置的PCB板載天線不同,這種天線需要將天線外置,即在節(jié)點(diǎn)電路板上布設(shè)一個5芯天線插座,四周4個芯同時(shí)接地,提高了抗干擾能力,中間一個引腳與500hm匹醌阻抗的接入點(diǎn)直接相連。它同樣作為一種全向天線的設(shè)計(jì)方案,其發(fā)射增益可達(dá)7~8dB。但它也有自己的缺點(diǎn),如在對節(jié)點(diǎn)的外形及尺寸要求較高的情況下,外接的天線需要在空間上占用很大的一塊體積,可能不適用一些場合的應(yīng)用。同時(shí)外接天線在外形上降低了用戶的可接收度,對相關(guān)成果的市場產(chǎn)品化有一定的影響。
在無線傳輸系統(tǒng)中,天線的設(shè)計(jì)40HF120尤為重要,天線部分的好壞直接影響到通信質(zhì)量的好壞,如果天線設(shè)計(jì)的不好則會使得收發(fā)都無法正常進(jìn)行。
CC2420的生產(chǎn)商TI對符合2.4GHz頻率上的ZigBee的天線設(shè)計(jì)給出了一些官方參考文檔,其中提及了兩種PCB板載天線的設(shè)計(jì)方案;另外采用定制的2.4GHz高增益天線也是一種方便可行的辦法。
本書中同時(shí)采用了倒置F型PCB天線的設(shè)計(jì)及外接高增益天絨的設(shè)計(jì)兩種方案,它們分別用于不同的節(jié)點(diǎn)上。經(jīng)過長時(shí)間實(shí)際開發(fā)和測試證明,這兩種天線都工作穩(wěn)定,完全符合應(yīng)用。以下就3種天線的設(shè)計(jì)方案做一些解釋。
(1)倒置F型PCB天線
這種類型的天線,實(shí)際測量到的最大增益可達(dá)+3.3dB,而整個天線在PCB板的設(shè)計(jì)時(shí)總共需要占用25.7mm×7.5mm的一塊面積,并且PCB板的這部分不能布設(shè)其他器件,PCB天線的背面也不能鋪地敷銅。這種PCB天線的設(shè)計(jì)相對簡單,但所占的面積較大,作為一類全向天線,它在XYZ坐標(biāo)系的3個面上的增益差別不大。
倒置F型PCB天線的設(shè)計(jì)樣式及設(shè)計(jì)參數(shù)如圖9-11所示。
(2)小尺寸PCB天線
TI官方提供的另外一種2,4GHz頻率上的PCB天線設(shè)計(jì)實(shí)際上也是一種倒置F型板載內(nèi)置天線。它也同樣需要在對PCB板的設(shè)計(jì)時(shí)專門為其預(yù)留一塊空間,并且不能布設(shè)其他元件和鋪地敷銅;也同樣是一種全向天線。而與第一種天線所不同的是:
①其占用的PCB板面積更小,只需要15.2mm×5.7mm的面積即可。
②它在實(shí)現(xiàn)時(shí),拐角較多,對于精度要求很高的高頻通信領(lǐng)域,在設(shè)計(jì)上增加了一定的難度。
③盡管占用空間很小,但其增益可以達(dá)到更高,測量最大值可達(dá)+5.3dB。
這種天線的方案樣式及設(shè)計(jì)參數(shù)如圖9-12所示。
(3)外接高增益天線
與以上兩種內(nèi)置的PCB板載天線不同,這種天線需要將天線外置,即在節(jié)點(diǎn)電路板上布設(shè)一個5芯天線插座,四周4個芯同時(shí)接地,提高了抗干擾能力,中間一個引腳與500hm匹醌阻抗的接入點(diǎn)直接相連。它同樣作為一種全向天線的設(shè)計(jì)方案,其發(fā)射增益可達(dá)7~8dB。但它也有自己的缺點(diǎn),如在對節(jié)點(diǎn)的外形及尺寸要求較高的情況下,外接的天線需要在空間上占用很大的一塊體積,可能不適用一些場合的應(yīng)用。同時(shí)外接天線在外形上降低了用戶的可接收度,對相關(guān)成果的市場產(chǎn)品化有一定的影響。
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