5363
在无线通信中，天线可以说是最重要的器件之一，他主要负责将无线信号辐射到空间中。
现在是无线通信的时代，我们身边的各种蓝牙设备，手机，电脑，鼠标，键盘等等都已经不需要再接入网线连接了。而对于天线的选择，不同的应用则有不同的考量，而在消费类电子，智能硬件领域，我们通常会选择成本低廉的板载天线。由于我们通常的手持设备和智能穿戴设备上使用到的wifi，蓝牙都属于2.4GHz频段，所以他们的天线长度比较短，因此很容易直接设计在PCB板上，这样只需要注意阻抗控制，就可以让天线的成本几乎为0。下面我们来看两种板载天线。
1. 倒L型板载天线
上图就是倒L型天线，倒L型板载天线是由半波偶极子天线演变过来的，如下图所示：
设计产品的时候，有时候空间是有限制的，所以就这就要无限压缩我们的空间，那么这样的结果就是，G不断减小。圆图和S参数图的现象是因为天线臂和地平面产生一个耦合。G越小，电容效应就越大，因为L这条线和地平面离得近了，想想电容的公式。所以我们常常在设计的时候，在靠近L型天线馈电的位置并联一个电感，将我们的天线中心频点阻抗朝着50欧姆去靠。如果我们觉得倒L天线长度太长，占用PCB面积，可以将馈线弯曲走线，如下图所示：
2. 倒F型板载天线
倒F型天线是由倒L型天线演变而来的，看下图的演变过程：
在射频电路中，任何的铜箔，导线都不能再简单的看作为导线，他们在高频信号看来，他们是由很多电阻电容电感组成的一种等效电路。因此，在射频电路中，一个短路并不能被看做一个短路，这个短路导线实际上已经是一个电感的特性了。在倒L型天线中提过，为了调节天线震动的中心频点，我们会在射频输出点增加一个并联电感来微调，使得中心频点阻抗接近50Ω。现在我们通过一个对地短接线，完成了这个电感的等效！这种天线是由于其形状像是一个趴着的F字母而得名，后来由于空间限制，同样可以把较长的馈线弯曲走线，从而减小占用面积，就出现了下面这样的变种倒F天线。
在射频电路中，任何的铜箔，导线都不能再简单的看作为导线，他们在高频信号看来，他们是由很多电阻电容电感组成的一种等效电路。
C = 真空光速 F = 电磁波频率，倒F天线属于共振原理，接地目的是增加谐振阻抗，达到50Ω。它的等效电路如下，看到那个并联的电感了吗？
天线表面上看是短路，放在射频频段来看就不是短路了，它包含了电阻，电容以及电感部分。我们沿着这个思路具体看一下，这样的倒F天线，在PCB设计的时候，都有哪些需要注意的问题呢？
- 天线的长度不是随便画的，为了最小化设计，它的长度一般是射频载波的1/4波长，如果是自己设计的话，最好是使用仿真工具仿真一下。RF馈点这里引出来的线对接地的阻抗必须做到50Ω。接地馈点必须要足够可靠的接地。地平面必须要有足够多的过孔。天线附近以及它对应的其它层的铜箔必须净空，防止铜皮阻碍天线辐射信号，这根天线对其他铜箔之间的寄生电容很大。天线必须放在PCB板的角落，三面皆空。
三. 平面倒F天线
还有一种倒F天线的变种叫平面倒F天线，天线是一个立体的东西，所以我们立起来看就明白，F是怎么来的，只要找对一个接地馈点和一个射频馈点，其余部分都是馈线的等效部分。
从上图可以看到，从左下方的RF馈点看过去，就是一个倒F形状，只不过馈线变成了一个平面。同样是倒F结构，这种平面结构的天线要比板载线性天线的性能好很多。很多高性能的天线会采用这种方式，尤其是手机上面，为了更加节省PCB的面积，通常这个天线被设计成一个金属铂片，然后在PCB上设计两个接触点。
虽然，这个平面在不同的手机中形状各不相同，但它的原理就是平面倒F结构，在这个结构件中，你总能找到两个点和PCB相连接，一个是接RF，一个接地平面。
下载ECAD模型
