引言
此应用笔记专用于 STM32WB 系列微控制器。
使用 PCB(印刷电路板)天线的主要原因之一是降低无线模块的总成本。出色地设计,可以让 PCB 印刷天线拥有与 SMD(表面贴装器件)陶瓷天线相似的性能。
一般而言,陶瓷 SMD 天线的封装尺寸小于 PCB 印刷天线的尺寸。对于 PCB 印刷天线解决方案,与天线所需空间相关的PCB 尺寸增加,这意味着无线模块更大,PCB 成本也随之增加。然而,PCB 解决方案通常比 SMD 陶瓷天线更便宜。
STM32WB 系列的演示和开发板根据本应用笔记实现 PCB 印刷天线。
本文档适用于基于 ARM®的 STM32WB 系列器件.
阻抗匹配
通过 π 拓扑的阻抗匹配电路,PCB 蛇形天线可调谐为所需的 50Ω 阻抗。阻抗匹配区域用虚线标记。在正常条件下,该天线的阻抗与所需标称阻抗(50Ω)非常接近。
下列更改会影响 PCB 天线的辐射阻抗:
板子尺寸小幅变动
金属屏蔽
使用塑料盖
天线附近存在其他元件
最优性能阻抗匹配电路可以补偿这些影响,从而在工作频率方面实现最优 50Ω 阻抗。
辐射方向图,2D 可视化
射方向图(最大的电场强度 E)用 0dB 等级表示。
为了详细显示天线的辐射方向图,提供了三个二维(2D)主切面。考虑球坐标系中模块方向。
一个三维(3D)远场辐射方向图通过一个 3D 模式可视化为三个二维(2D)切面。以下主要平面用于这些切面:
一个 X-Y 平面
两个垂直平面:X-Z 平面与 Y-Z 平面
下图中各图表的颜色如下:
X-Y 平面上绘制“蓝色”图,其中方位角 ϕ 从 0°开始沿 X 轴朝向 Y 轴,直到达到 X 轴方向的 360°。
X-Z 平面上绘制“红色”图,其中倾斜角 θ 从 0°开始沿
Z 轴朝向 X 轴正向,直到达到 Z 轴负向部分的 180°。在本图中(X-Z 平面切割)倾斜角 θ 为负值,因为X<0。
Y-Z 平面上绘制“绿色”图,其中倾斜角 θ 从 0°开始沿 Z 轴朝向 Y 轴正向,直到达到 Z 轴负向部分的180°。在本图中(Y-Z 平面切割)倾斜角 θ 为负值,因为 XY<0。