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提到天線，大家肯定不陌生，在我們的生活中天線幾乎無處不在，比如圖1所示的各種天線。不過今天我們準備談?wù)効床灰姷奶炀€---內(nèi)置天線。

圖1：各種天線

內(nèi)置天線就是在設(shè)備內(nèi)部的天線，從設(shè)備外部上無法看到。當前內(nèi)置天線應(yīng)用最集中的行業(yè)就是手機。手機里眾多的天線，在手機外形上一個也看不到，其原因就是現(xiàn)在的智能手機都采用了內(nèi)置的LTE、5G、藍牙以及Wi-Fi天線。

圖2：安置在手機結(jié)構(gòu)件上的天線

天線是一個簡單又復(fù)雜的射頻器件。我們說其簡單是因為有些天線就是在電路板上布個線，連物料BOM表都進不去，如圖2Wi-Fi模塊所示，板上邊緣的矩形波走線就是Wi-Fi天線。

圖3：采用板載天線的Wi-Fi模塊

但是如果提到天線的理論，恐怕一般的專業(yè)天線技術(shù)人員也很難講清楚，而且高性能的天線設(shè)計相當依賴仿真軟件和暗室測試環(huán)境?，F(xiàn)代電子設(shè)備除了體積小和可移動的特性外，還強調(diào)工業(yè)設(shè)計，讓產(chǎn)品外形更加美觀，采用內(nèi)置天線是最符合無線應(yīng)用設(shè)計潮流的。但同樣是因為體積小造成了天線安裝空間狹小，天線所要求的凈空區(qū)域不足，周邊電路干擾強烈。比如手機應(yīng)用，為了解決以上問題，內(nèi)置天線大多采用LDS鐳雕天線，這就屬于定制天線范疇。定制天線的流程為，將產(chǎn)品的整機交與天線設(shè)計工程師，通過大量的重復(fù)性無源、有源測試，不斷優(yōu)化天線設(shè)計。其中所需測試設(shè)備有網(wǎng)分儀、綜測儀和暗室測試系統(tǒng)?？傊?，定制天線需要大量的人力、設(shè)備及時間投入，對于一般非大批量無線產(chǎn)品開發(fā)工作而言，沒有可行性。

圖4：暗室測試場景

除了定制型內(nèi)置天線，還有標準型內(nèi)置天線，其產(chǎn)品覆蓋各種常見頻段，市場有大量的高性能內(nèi)置標準天線產(chǎn)品，可以滿足大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用的天線需求，完美回避了昂貴的內(nèi)置天線定制需求。

隨著5G技術(shù)的普及，5G調(diào)制解調(diào)器芯片越來越多，自然就會發(fā)展更多的5G非手機應(yīng)用，尤其是追求數(shù)據(jù)高傳輸速率的應(yīng)用比如無人機、智能駕駛、視覺機器人和工業(yè)通信等。目前在亞洲，中日韓三國主導(dǎo)的5G市場中，毫米波頻段還不多，更多的集中在6GHz頻段以下，也就是所謂的Sub-6G頻段。針對這一5G應(yīng)用頻段，貿(mào)澤也備有相當豐富的庫存，其中有來自專業(yè)天線廠商Taoglas的5G頻段陶瓷貼片天線 - PA.760.A。

圖5：Taoglas的5G頻段陶瓷貼片天線 -PA.760.A

PA.760.A陶瓷貼片天線尺寸為40*6*5mm，帶寬為600-6000MHz，覆蓋了6GHz以下的5G NR（新頻段）以及LTE頻段，并向下兼容3G/2G頻段。該天線采用了定制的陶瓷及革命性的新技術(shù)。實現(xiàn)了目前業(yè)內(nèi)最高效的全頻段，小封裝貼片陶瓷天線。PA.760.A是在通過IATF16949認證的工廠所生產(chǎn)，同時符合汽車和惡劣環(huán)境應(yīng)用。

PA.760.A天線采用線極化方式，全向輻射設(shè)計，在各頻段均有優(yōu)秀的效率，見圖6。

圖6：PA.760.A天線各頻段的效率與增益

除了5G通信技術(shù)以外，當下最熱門的無線應(yīng)用非NB-IoT莫屬，也就是窄帶物聯(lián)網(wǎng)。這種新技術(shù)具有低功耗、遠距離傳輸和高系統(tǒng)容量等特性，并可以與現(xiàn)有4G和5G基站通信。NB-IoT正在不斷的出現(xiàn)在傳統(tǒng)行業(yè)中，如水電煤抄表、工業(yè)儀表無線組網(wǎng)、共享自行車和環(huán)境監(jiān)測等等。

針對NB-IoT，貿(mào)澤也備有很多相應(yīng)的標準內(nèi)置天線，比如來自Laird Connectivity的Revie Flex天線 - EFF692SA3S。

圖7：Laird Connectivity的Revie Flex天線 - EFF692SA3S

這款天線為可粘貼安裝線極化PCB天線，PCB部分尺寸為90mm*20mm，厚度為1.6mm。產(chǎn)品家族中有多種饋線長度及連接方式。RevieFlex天線針對NB-IoT以及LTE Cat-M1頻段專門做了優(yōu)化，從數(shù)據(jù)手冊所提供的各頻段輻射方向圖來看，在698-875MHz和1710-2500MHz頻段具有出色全向輻射性能。天線效率超過51%，在內(nèi)置天線中屬于很不錯的性能。天線背部自帶粘貼條，非常易于部署，適用于需要內(nèi)置天線的NB-IoT以及LTE Cat-M1的產(chǎn)品設(shè)計。

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原文標題：射頻系統(tǒng)設(shè)計之----內(nèi)置標準天線的選擇

文章出處：【微信號：Mouser-Community，微信公眾號：貿(mào)澤電子設(shè)計圈】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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發(fā)布于 :2024年12月11日 16:22:43

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