Antenova Inversa SR4L034天线：3G/4G应用的理想之选

在当今的无线通信领域，3G和4G技术仍然扮演着重要的角色。对于电子工程师而言，选择一款性能出色的天线至关重要。今天，我们就来详细了解一下Antenova的Inversa SR4L034天线，看看它有哪些独特的特性和优势。

文件下载：SR4L034-EVB-4.pdf

一、天线概述

Inversa天线专为3G/4G应用而设计，既可以作为单天线使用，也适用于MIMO系统。其独特的设计在于采用了角落放置的方式，这样的设计不仅符合人体工程学，还能满足在主机PCB上共存和最小空间的要求。该产品规格展示了天线在所有规定频率范围内的性能。

二、应用场景

这款天线的应用场景十分广泛，包括4G Mi-Fi路由器、医疗设备、平板电脑、OBD2系统、MIMO系统、毫微微蜂窝/微微蜂窝基站以及远程监控等领域。

三、基本参数

1. 频率范围

支持698 - 960MHz、1710 - 2170MHz、2300 - 2400MHz和2500 - 2690MHz等多个频段。

2. 极化方式

线性极化。

3. 工作温度

-40°C至140°C，具有良好的温度适应性，适用于各种恶劣环境。

4. 环境条件测试

通过了ISO16750 - 4 5.1.1.1/5.1.2.1/5.3.2测试。

5. 阻抗

匹配后阻抗为50Ω。

6. 重量

小于2.5g，重量轻，便于集成到各种设备中。

7. 天线类型

SMD（表面贴装器件），方便进行自动化生产。

8. 尺寸

28.0 x 8.0 x 3.3mm，体积紧凑，节省空间。

四、RF特性

频率范围	峰值增益	平均增益（线性）	平均效率	最大回波损耗	最大电压驻波比
698 - 824MHz	0.40dBi	-2.0dBi	>55%	-6.0dB	2.8:1
824 - 960MHz	1.60dBi	-1.10dBi	>70%	-6.6dB	2.8:1
1710 - 2170MHz	3.50dBi	-2.00dBi	>60%	-5.1dB	3.5:1
2300 - 2400MHz	3.60dBi	-1.60dBi	>60%	-7.0dB	2.5:1
2500 - 2690MHz	2.10dBi	-2.30dBi	>55%	-4.9dB	3.7:1

这些数据是在Antenova的评估PCB（型号为SR4L034 - EVB - 4）上测量得到的。从这些数据中，我们可以看出该天线在不同频段都有较好的性能表现。比如在低频段，虽然峰值增益相对较低，但平均效率能达到55%以上；而在高频段，峰值增益较高，平均效率也能保持在60%左右。

五、RF性能

1. 回波损耗和VSWR

回波损耗和电压驻波比（VSWR）是衡量天线与传输线匹配程度的重要指标。较低的回波损耗和VSWR值表示天线与传输线的匹配较好，能够减少信号反射，提高天线的辐射效率。从前面的表格数据可以看出，该天线在各个频段的回波损耗和VSWR都在合理范围内。

2. 效率

天线的效率是指天线辐射出去的功率与输入功率的比值。Inversa SR4L034天线在各个频段都有较高的平均效率，这意味着它能够更有效地将输入功率转化为辐射功率，提高信号的传输质量。

3. 天线方向图

文档中给出了不同频段的3D天线方向图，包括698 - 824MHz（746MHz）、824 - 960MHz（880MHz）、1710 - 2170MHz（1990MHz）、2300 - 2400MHz（2.35GHz）和2500 - 2690MHz（2.6GHz）。通过这些方向图，我们可以直观地了解天线在不同方向上的辐射特性，从而更好地进行天线的布局和设计。

4. 优化天线效率

所有SMD蜂窝天线都需要在主机PCB上有一个接地平面，以获得最佳的辐射效率，特别是在低于1GHz的频段。理想情况下，天线所需的接地平面长度应大于所使用最低频率的四分之一波长。例如，对于698MHz的频率，其波长为： [lambda=frac{c}{f}=frac{3 × 10^{8}}{698 × 10^{6}}=430 mm] 四分之一波长为107mm。在实际应用中，最佳的PCB长度应略大于四分之一波长加上天线和净空区域的长度，对于Inversa天线，最佳PCB长度为130mm。

六、天线尺寸和引脚定义

1. 天线尺寸

天线的长度为28.0 ± 0.1mm，宽度为8.0 ± 0.1mm，高度为3.3 ± 0.1mm。-L和-R型号的尺寸相同。

2. 引脚定义

天线有9个引脚，但只有4个是功能性引脚，其他引脚仅用于机械加固。具体引脚定义如下：	引脚	描述
4	馈电（收发器端口）
5	T1（返回/调谐）
1, 6, 7, 8, 9	NC（未使用，仅用于机械）
2, 3	SC（引脚2和3在主机PCB上短路）

七、电气接口

1. 传输线

所有传输线应设计为具有50Ω的特性阻抗，并且长度应尽量短。同时，RF系统的其他部分，如收发器、功率放大器等，也应设计为具有50Ω的阻抗。可以使用在线传输线计算器工具（如https://blog.antenova.com/rf - transmission - line - calculator）来设计共面传输线，只需输入PCB厚度、铜厚度和基板介电常数，工具就能计算出传输线的宽度和轨道两侧的间隙，以实现50Ω的阻抗。

2. 匹配电路

天线需要一个匹配电路，该电路必须针对每个产品进行优化。匹配电路最多需要六个组件，应将其设计到主机PCB中。虽然并非所有组件都可能需要，但建议作为预防措施包含在内。匹配网络应靠近天线馈电点放置，以确保其在调谐天线时具有最佳效果。

八、天线集成指南

1. 天线放置

天线的最佳位置是在PCB短边的角落。这样可以使PCB的长边作为接地平面，较长的接地平面可以提高天线的效率。可以使用Antenova的放置工具（https://blog.antenova.com/intelligent - antenna - selection - and - placement - toolantenova）来获取天线放置的建议。

2. 主机PCB布局

主机PCB必须使用规定的PCB焊盘布局进行设计，并确保有正确的净空区域。净空区域对于天线的性能至关重要，必须在PCB的所有层都予以保证。

3. 主机PCB净空

天线周围的组件和接地走线应与天线保持至少15mm的净空距离。因此，将天线放置在角落可以减少受影响的边数。

4. 分集应用

Inversa天线适用于分集天线应用。要实现分集天线，可以参考Antenova网站上可下载的《Diversity Antennas应用笔记》中的指导。

九、参考板和匹配电路

1. 参考板

Antenova提供用于评估天线SR4L034 - L的参考板（型号为SR4L034 - EVB - 4），该参考板包含一个SMA母接头。可以在Antenova网站上订购参考板。

2. 参考板匹配电路

参考板的匹配电路包含以下组件：	设计符号	类型	值	描述
L1	电阻	0R	非特定
L2	电感	22nH	村田LQG15HN系列
C1	电容	1.8pF	村田GJM15系列
L3	电感	39nH	村田LQG15HN系列
L4	电感	6.8nH	村田LQG15HN系列

十、焊接和环保合规性

1. 焊接

该天线适用于无铅焊接。回流焊曲线应根据设备、烤箱和焊膏进行调整，同时要满足以下条件：

• 对于有铅焊接，最高温度不应超过240ºC。
• 对于无铅焊接，允许在255ºC的最高温度下持续不超过20秒。
• 在焊接过程中，天线暴露在超过120ºC的温度下的次数不应超过3次。

  2. 环保合规性

  天线已通过RoHS和REACH要求的测试，可以从Antenova的网站上获取合规证书。

十一、包装和存储

1. 最佳存储条件

• 温度：-10ºC至40ºC
• 湿度：小于75% RH
• 保质期：24个月
• 存储位置：远离腐蚀性气体和直射阳光
• 包装：卷轴应存放在未开封的密封制造商塑料包装中
• MSL等级：1

需要注意的是，由于天线焊盘可能会氧化，不建议存储打开的天线卷轴。如果需要短期存储，建议重新密封装有天线卷轴的袋子，并按照上述条件进行存储。只要包装上的工厂密封未被破坏，天线的保质期为2年。

2. 胶带特性、卷轴尺寸、盒子尺寸、袋子属性和卷轴标签信息

文档中详细给出了胶带的尺寸参数、卷轴的尺寸、盒子的尺寸、袋子的属性以及卷轴标签上的信息，这些信息对于天线的存储和运输都非常重要。

Antenova的Inversa SR4L034天线在3G/4G应用中具有诸多优势，包括紧凑的尺寸、良好的RF性能、广泛的应用场景以及完善的设计和使用指南。作为电子工程师，在进行相关产品设计时，这款天线值得考虑。大家在实际应用中是否遇到过类似天线的设计难题呢？欢迎在评论区分享交流。