OnBoard 2.4 GHz SMD - EVB（PRO - EB - 450）评估板技术详解

在电子设备设计中，天线的性能对无线通信质量起着关键作用。今天就来详细介绍 OnBoard 2.4 GHz SMD - EVB（PRO - EB - 450）评估板，它是评估 OnBoard 2.4 GHz SMD 天线（PRO - OB - 440）的理想工具。

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评估板概述

PRO - EB - 450 评估板尺寸为 100.0 x 50.0 mm，符合 RoHS/RoHS II 标准，MSL 等级为 1。其主要用途是为 PRO - OB - 440 天线的工程评估提供便利。该天线典型工作频率范围为 2.4 ~ 2.5 GHz，适用于 WiFi、BT、BLE、ZigBee、ISM 等应用。

要评估天线性能，需先校准矢量网络分析仪（VNA）以适应测试频段，然后通过评估板上的 SMA 连接器将评估板连接到校准端口。

电气规格

频率与损耗

• 工作频率中心频率为 2450 MHz，范围在 2400 - 2500 MHz。
• 回波损耗小于 - 6.9 dB，这意味着天线在该频段内对信号的反射较小，能有效减少信号损失。

极化与增益

• 极化方式为混合线性，峰值增益达 5.2 dBi，说明天线在特定方向上能够有效增强信号。
• 天线效率大于 65%，表明天线能够将输入的电能高效地转化为辐射能。
• 阻抗为 50 Ω，与常见的射频系统匹配，便于与其他设备连接。

需要注意的是，所有测量都是在自由空间中的评估板上进行的，实际性能会因接地平面、应用场景和环境的不同而有所变化。

机械规格

评估板尺寸为 100.0 x 50.0 mm，这样的尺寸设计可能是综合考虑了天线性能测试和实际应用的便利性。

PCB 布局与天线引脚编号

天线采用 PIFA 技术，需安装在接地平面上。如果 PCB 有多层，添加过孔以实现接地区域的平滑互连，避免接地平面出现分割是很有必要的。同时，在 NC 焊盘和 RF 馈电焊盘周围的所有 PCB 层都要有接地间隙。为了优化天线在应用中的阻抗，建议实现一个匹配网络，相关组件可以放置在天线下方。

天线引脚编号及定义如下：

• 1 号引脚为 GND（接地）
• 2 号引脚为 RF FEED（射频馈电）
• 3 号和 4 号引脚为 NC（空脚）

测量设置

天线测量均在自由空间中使用尺寸为 100 x 50 mm 的 OnBoard SMD 2400 评估板（PRO - EB - 450）进行。

辐射特性

回波损耗与效率

评估板展示了天线在不同频率下的反射特性（回波损耗）、总辐射效率和最大辐射增益等数据。这些数据能帮助工程师深入了解天线在不同频率下的性能表现，以便在实际应用中做出合理的选择。

2D 辐射方向图

提供了 2400 MHz 和 2500 MHz 两个频率下的 2D 辐射方向图，包括 H 平面和 V 平面，区分了垂直极化（VP）和水平极化（HP）。通过这些方向图，工程师可以直观地了解天线在不同方向上的辐射情况，为天线的安装和布局提供参考。

评估板概述与匹配电路

评估板设计目的

评估板（PRO - EB - 450）旨在简化天线测试和评估，其 100 x 50 mm 的尺寸和 SMA 连接器为天线测试提供了便利，同时也为天线的最佳实现提供了参考设计。此外，该评估板还可以通过切割和焊接 PCB 用于测试其他实现方式。

匹配电路

天线需要匹配电路来调整谐振频率平衡。评估板在出厂时已针对 2.4 GHz 频段进行了优化调谐，具体组件值为：

• C1 = 1.5 nH
• C2 = 0.5 pF
• C3 = N / A

但在实际应用中，谐振频率可能会发生偏移，因此可能需要更改匹配电路以补偿这种影响。

一般实施指南

天线位置

天线的位置对其性能有重要影响。虽然天线可以有多种放置方式，但最优位置是靠近 PCB 边缘，且 GND 引脚靠近角落。例如，在典型的 PCB 上，位置 1 或 4 是比较理想的选择。

元件安装

天线的禁区内可以安装小型电气元件，这种空间高效的解决方案对天线性能影响较小，但可能会影响天线调谐。如果 PCB 空间有限，这种安装方式是可行的。

周边元件影响

如果在天线周围布置其他电气元件，可能会对天线调谐和辐射性能产生影响。建议这些元件分布在从天线禁区开始的地形坡度下方，高度逐渐增加。同时，天线附近的塑料和金属部件也可能影响天线调谐和性能，例如天线上方的塑料外壳可能会使谐振频率下移。因此，建议在实际设备中安装后对天线进行测量。

包装与订购信息

评估板采用 1 件/盒的包装方式。订购信息如下：	部件编号	部件名称	详细信息
PRO - OB - 440	OnBoard SMD 2400	适用于 2.4 - 2.5 GHz 的天线
PRO - EB - 450	评估板，Onboard SMD 2400	用于 2.4 - 2.5 GHz（Wi - Fi/BT/BLE/Zigbee）应用的评估板，配备 PRO - OB - 440 天线

需要注意的是，Abracon LLC 的产品为商用现货（COTS）产品，适用于商业、工业和指定的汽车应用，但不专门设计用于军事、航空、航天、生命依赖医疗应用或任何对可靠性要求高、组件故障可能导致生命和/或财产损失的应用。对于这些对可靠性要求高和/或处于极端工作环境的应用，需要获得 Abracon LLC 的书面同意和授权。

以上就是关于 OnBoard 2.4 GHz SMD - EVB（PRO - EB - 450）评估板的详细介绍，希望能为电子工程师在天线设计和评估方面提供有价值的参考。大家在实际应用中是否遇到过类似天线性能受环境影响的情况呢？欢迎分享经验。