WiFi模块常用天线分类

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在万物互联的大趋势下，无线通信模块成为了各类电子设备中不可或缺的一部分，而模块的通信质量很大程度上取决于天线设计是否合理，如何选择合适的天线并发挥出天线最佳的性能也是当前硬件工程师需要了解的一部分。
欧飞信深耕无线领域，研发生产2.4G/5.8G系列WIFI模块、蓝牙模块及射频天线。主要应用于网络机顶盒、平板电脑、智能电视、安防监控、机器人、AI音箱及智能家电、传感器等。让无线智能产品为客户提供完美的娱乐和智慧生活体验。
本文介绍常用的几种天线给出设计建议，以供大家参考：


天线种类:
(1) 板载PCB式天线:采用PCB蚀刻而成，成本低，但是性能有限，可调性好，可大批量用于蓝牙、WiFi无线通信模块。
(2) SMT贴片式：常用的有陶瓷天线，占用面积少，集成度高，容易更换，适用于对空间要求小的产品，但是该类型天线价格稍贵且带宽偏小。
(3) 外置棒状天线（如ANT-B2458X-150）：性能好，无需调试，方便更换，增益高，适用于各种终端设备。
(4) FPC/外接PCB天线（如ANT-P2458X-150、ANT-F2458X-150）：通过馈线连接，安装自由，增益高，通常可以使用背胶贴在机器非金属外壳上，适用于性能要求高且外壳空间充足的产品上。
天线的作用是将射频信号辐射到自由空间，这时候选择合适的天线对于传输距离就有很大的影响。天线对周围环境很敏感，很多情况下会出现即使选择了合适的天线，也达不到预期的效果。由于有些客户对天线设计需要考虑的因素不清楚，这里我们给出在实际工程设计中的一些经验，便于客户更好地设计出自己的电路与PCB，增加项目的成功机会。
1、 匹配电路设计
在原理图设计时，需要在天线与模块射频输出管脚预留一个π型网络。天线的阻抗受PCB的铺地、天线的安装以及周围的金属等因素影响，预留这个网络是为了在天线严重偏离50欧姆阻抗时，将其匹配至50欧姆。
2、 微带线设计
在PCB设计时，由于大部分的天线与模块的输出阻抗是50欧姆，为了尽量减少在传输过程中能量的反射，射频输出管脚到天线之间的PCB引线应为50欧姆的微带线。常用的板材为FR4（介电常数4.2-4.6），根据经验，当线宽约为微带线距离参考层距离的2.2倍时，微带线的特征阻抗约为50欧姆。具体设计时,建议使用微带线阻抗控制工具（ADS、txline等）来计算,并通过实际调试来完成微带线的设计。
3、 金属对天线的影响
如果天线附近有金属材料的物体时，金属能反射电磁波，不但会影响天线的实际使用空间，增加天线的损耗电阻，降低辐射效率，而且导致天线辐射性能的恶化。在安装天线时，要注意：
a：天线距离电池至少要有5mm；
b：天线距离屏蔽壳至少要有4mm；
c：在需要安装外壳的场合，不要在外壳表面使用具有金属成分的喷漆或者镀层。