介绍一款非常适用于蓝牙装置使用的天线

天线是确保低延迟、良好接收以提供高精度定位和可靠通信的关键组件之一。

陶瓷天线是一种小型化天线，天线材质采用了陶瓷外壳，具有抗干扰、防雷击和防水防尘的能力，其读取距离可以达到2米。

因为它的读取距离比较近，所以也被称为近距离天线，频率范围一般在902MHz到928MHz之间，是一款非常适用于蓝牙装置使用的天线。

 

陶瓷天线内部结构

陶瓷天线的四个重要参数

● 增益（Gain）

增益是陶瓷天线的主要指标之一，是陶瓷天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求。

简单来说，在同样的条件下，增益越高，无线电波传播距离越远。

● 驻波（VSWR）

根据测试馈线传输效率的依据来看，电压驻波比小于1.5，在工作频点电压驻波比小于1.2，电压驻波比过大，将会缩短通信距离，反射功率会回到发射机的功放，容易烧坏功放管，影响通信系统的正常运行。

● 工作带宽

陶瓷天线的电参数一般与工作频率有关，电参数允许的频率变化范围是陶瓷天线的工作频带宽度。

一般全向陶瓷天线的工作带宽可以达到工作频率范围的3-5%，定向工作带宽可以达到工作频率范围的5-10%。

● 方向性

陶瓷天线在空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是陶瓷天线的方向性。

陶瓷天线的应用

陶瓷天线是一种适合于蓝牙装置使用的小型化天线，主要分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。

块状陶瓷天线是使用高温将整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。

 

陶瓷天线应用局部

而多层陶瓷天线烧制采用低温共烧的方式，将多层陶瓷迭压对位后再高温烧结，所以天线的金属导体可以根据设计需要印在每一层陶瓷介质层上，如此一来可以有效缩小天线尺寸，并能达到隐藏天线目的。由于陶瓷本身介电常数比pcb电路板的要高，所以使用陶瓷天线能有效缩小天线尺寸。

● 5G阵列天线

随着5G通信频率的升高，天线和射频模组尺寸会更小、集成度更高。当工作频率≥30GHz时，天线尺寸将减小至毫米级甚至更小的级别，此时天线的设计方案将由现有的单体天线改为阵列天线，LTCC有望成为5G天线的核心集成技术。

● 超宽带LTCC天线

LTCC的多层贴片结构能够有效拓宽天线的带宽，用以制备相对带宽≥20%的超宽带天线。同时，LTCC还能够将接收芯片和超宽带天线集成于LTCC模块中，为超大规模集成电路用超宽带收发装置的研制提供单模块设计及制作方案。

● Wifi/Bluetooth天线

Wifi和蓝牙设备通信距离短，收发功率小，对天线的功率和收发特性要求不高，但对天线占PCB的面积和成本有较高的要求，LTCC技术有望广泛用于Wifi/Bluetooth天线。

● GPS天线

GPS陶瓷天线分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线，LTCC天线属于多层陶瓷天线。移动通信设备的发展，使得GPS天线向小型化、多频段和抗干扰的方向发展。利用陶瓷材料的高介电常数和高Q值，能够有效减少天线的体积；结合LTCC多层结构的特点，能在尺寸缩小的同时，保持天线带宽和增益不受影响，实现多频GPS天线的设计和制作。

● 多频段LTCC天线

LTCC天线可通过多种技术手段实现天线的多频化，除了在单天线结构中加载可调容感以及加载不同长度枝节的方法之外，常采用多天线结构来设计LTCC多频天线。曲折型天线可通过多层叠层形式，每层天线实现一个谐振频率；螺旋天线可通过不同长度的螺旋线相互缠绕实现多螺旋结构；贴片天线可在不同层之间，采用多个谐振贴片结构，构成多频点谐振。借由LTCC天线结构的这一特征，可设计、制造双频/多频GPS和Wifi天线。

● RFID天线

LTCC高介电常数、低损耗、性能稳定和易于实现混合集成等特性，可满足RFID微型片式天线的微型化和高增益要求，并具有全向性好、阻抗匹配、读取距离远等优点，使RFID的应用前景更广阔。

● NFC天线

NFC天线用铁氧体膜片通常采用LTCC技术制备，将多层流延制得的铁氧体生带叠成具有一定厚度的铁氧体膜片。而近年来兴起的贴片式NFC天线，可利用LTCC技术进行层间线圈绕制和多层结构设计，充分利用铁氧体芯片的空间，有效减小天线尺寸。

● 集成化封装天线

封装天线技术是过去20年来为适应系统级无线芯片出现而发展起来的集成天线解决方案，它将天线与射频收发系统集成为一体，构成一个标准的表面贴装器件。LTCC是目前封装天线的主流技术方案，可将天线集成于天线-芯片系统中，使整个系统获得更高的集成度，并提高系统的性能，比如提高增益和展宽带宽。

  小 结

近年来，消费类电子产品需求持续增长，无线产品的技术与市场得到进一步提升。对此，作为一款最适合用于蓝牙装置使用的天线，陶瓷天线与蓝牙模块的关系是相辅相成的，是无线产品中不可替代的关键器件，陶瓷天线在无线产品中的应用也得到进一步发展与完善。

审核编辑：刘清