什么是天线？陶瓷天线工作原理

什么是天线：至此终于可以从原理上给天线下一个简单和相对完整的定义了：天线是面向开放空间的谐振结构，完了！

按我们前面分析的逻辑，也可以简单的说，掰开的四分之一波长传输线（总长半波长）。如下图所示：

一段传输线，面向空间“掰开”，让掰开的长度达到谐振的半波长，就是标准的单极子天线！

说了那么大一通、是不是结果简单得让人失望：不就是半波长导体嘛！这就是在公司合作的兄弟部门通常对天线的印象，讲起来一大套一大套，最终结果就是个简单的结构件；搞得有时自己都觉得是在忽悠！

陶瓷天线工作原理是利用GPS卫星来实现导航定位的，而用户的接收机主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码，以进一步解算得到接收机载体的位置、速度和时间（PVT）等导航信息，陶瓷天线的原理要分两部分来说：一是发射天线，一是接收天线。

一般的天线都具有可逆性，可同时做发射天线和接收天线。陶瓷天线发射天线简单说，就是通过一根叫做“天线”的电极将天线与地之间形成的高频电场变成电磁波，从而能发射出去并传波到远方。陶瓷天线接收天线简单说，就是通过一根叫做“天线”的电极将空中传来的电磁波感应为电场，生成高频信号电压，送到接收机进行信号处理。

在陶瓷天线单元设计中采用了高频、低噪声放大器，以减弱天线热噪声及前面几级单元电路对接收机性能的影响，而陶瓷天线的作用是将卫星传来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流，所以天线的大小和形状十分重要，因为这些决定了陶瓷天线能获取微弱的电磁波信号的能力。

陶瓷天线是一种适合于蓝牙装置使用的小型化天线，在物联网产品中用的最多的，就是GPS、蓝牙、GSM陶瓷天线。陶瓷天线分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。

块状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。而多层天线烧制采用低温共烧的方式讲多层陶瓷迭压对位后再以高温烧结，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。在介电损耗方面，陶瓷介质也比PCB电路板的介电损失小，所以非常适合低耗电率的的蓝牙模块中使用。陶瓷天线尺寸一般 1210 封装相当，效果要强于板载天线。

使用也比较方便，一般有ANT 接入脚和地脚，在PCB设计时，天线周围一定要净空，特别注意不能敷铜。同时在使用陶瓷天线时，也要注意巴伦电路的匹配问题，如果是用专用的集成电路，最好让生产商测试一下平衡电路与陶瓷天线的匹配情况。如果匹配的不好，也会影响天线的效果。

陶瓷天线的优点是占用空间很小、性能比较好。缺点是很难做到多频段，因此难以应用在4G类产品中。对电路板净空要求比较高，不适用于特别紧凑的产品。

审核编辑：黄飞