从零开始：PCB贴片天线知识详解

无论是Wi-Fi、蓝牙还是LoRa应用，PCB贴片天线都扮演着重要角色。本文面向无射频背景的开发者，以通俗易懂的方式介绍贴片天线的基本原理，并通过具体案例引导读者完成从仿真建模到实物调试的全过程。

一、必知的天线常识

在正式介绍AirANT1564天线之前，先说几个跟天线相关的大白话常识。

1.1 贴片天线性能

PCB贴片天线的性能表现，不只是跟自身的尺寸和设计有关，跟PCB大板的尺寸也息息相关。所以，不同尺寸的PCB大板需要使用不同的PCB贴片天线。

1.2 天线频率范围

4G天线需要覆盖的频率范围是：700M-960MHZ/1710M-3800MHZ

与移动/电信/联通三大运营商的4G频段的对应关系是：

低频段(<1GHz):B5(850MHz)；B8(900MHz)；

中频段(1GHz～3GHz):B1(2100MHz)；B3(1800MHz)；B34(1900MHz)；B39(1880-1920MHz)；

高频段(>3GHz):B38(2570-2620MHz)；B40(2300-2400MHz)；B41(2496-2690MHz)；

简单补充说明如下：

频段划分依据：低频段通常指1GHz以下，覆盖范围广、穿透性强；中频段为1-3GHz，兼顾覆盖与容量；高频段超过3GHz，带宽更大但覆盖较弱。

实际应用：B5/B8多用于农村及深度覆盖；B1/B3/B34/B39承担城市广覆盖和容量；B38/B40/B41则常用于高密度区域或室内补充覆盖。

1.3 外壳对天线的影响

PCB贴片天线，即便在板子上表现再好，一旦放到塑料外壳内，其指标也可能受到影响（不同材质的外壳介电常数不一样，会改变电磁场分布，导致天线的谐振频率发生变化），只能在方便和性能之间取得一个相对的平衡。

如果你使用的是金属外壳，那么你只有一个选择——使用外置天线。

二、AirANT1564天线特性

AirANT1564是定制款PCB贴片天线，适用于尺寸较小的PCB大板。

频率范围：700M-960MHZ/1710M-3800MHZ，可以覆盖国内全部的4G频段。

外形尺寸：14.5*5.6*4.3mm，为小型化设计提供了可能。

以下是比较理想状态下的无源测试数据，请参考：

PCB大板，72*52*1.6mm；

驻波比VSWR、效率Efficency、增益Gain如下：

三、AirANT1564天线参考设计

为了尽可能的降低PCB贴片天线的使用难度，我们设计了三种典型的PCB封装，以方便大家的PCB布局和走线。

▼  AirANT1564_A封装  ▼
 

1）原理图：

2）PCB封装：

 

3）应用场景一：
 

适用于细长的板子，可以配合最小宽度20mm左右的板子使用(A净空区域面积为22mm*18mm，如虚线所示)，比如定位器或者USB上网卡小板，见下图：   

4）应用场景二：
 

适用于天线放在板子拐角，需要的净空区大小为50*18mm；当板子实际宽度大于天线封装净空区的长度要求(50mm，图中的B区域)时，则推荐将天线净空区扩大为放置天线侧PCB大板的实际长度，如下图中的A+B区域；

如果板子实际宽度虽然大于天线封装净空区的长度要求(50mm，图中的B区域)，不建议但可以在不得不的情况下将系统所需的元器件放在A区域，但至少要保证B区域的净空。

▼  AirANT1564_B封装  ▼
 

此封装主要用在天线和模块布局靠近板边的位置。

1）原理图：

2）PCB封装：

3）PCB天线区域示意图： 

  
 

▼  AirANT1564_C封装  ▼
 

此封装应用于板子尺寸比较大，天线需要靠中间位置放置的情况。

1）原理图：

 

2）PCB封装：

 

3）PCB天线区域示意图：   

 

 

今天的内容就分享到这里了~

审核编辑 黄宇