介紹一款非常適用于藍(lán)牙裝置使用的天線

天線是確保低延遲、良好接收以提供高精度定位和可靠通信的關(guān)鍵組件之一。

陶瓷天線是一種小型化天線，天線材質(zhì)采用了陶瓷外殼，具有抗干擾、防雷擊和防水防塵的能力，其讀取距離可以達(dá)到2米。

因?yàn)樗淖x取距離比較近，所以也被稱為近距離天線，頻率范圍一般在902MHz到928MHz之間，是一款非常適用于藍(lán)牙裝置使用的天線。

陶瓷天線內(nèi)部結(jié)構(gòu)

陶瓷天線的四個(gè)重要參數(shù)

●增益（Gain）

增益是陶瓷天線的主要指標(biāo)之一，是陶瓷天線輻射或接收電波大小的表現(xiàn)。增益大小的選擇取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)電波覆蓋區(qū)域的要求。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在同樣的條件下，增益越高，無(wú)線電波傳播距離越遠(yuǎn)。

●駐波（VSWR）

根據(jù)測(cè)試饋線傳輸效率的依據(jù)來(lái)看，電壓駐波比小于1.5，在工作頻點(diǎn)電壓駐波比小于1.2，電壓駐波比過(guò)大，將會(huì)縮短通信距離，反射功率會(huì)回到發(fā)射機(jī)的功放，容易燒壞功放管，影響通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

●工作帶寬

陶瓷天線的電參數(shù)一般與工作頻率有關(guān)，電參數(shù)允許的頻率變化范圍是陶瓷天線的工作頻帶寬度。

一般全向陶瓷天線的工作帶寬可以達(dá)到工作頻率范圍的3-5%，定向工作帶寬可以達(dá)到工作頻率范圍的5-10%。

●方向性

陶瓷天線在空間不同方向具有不同的輻射或接收能力，這就是陶瓷天線的方向性。

陶瓷天線的應(yīng)用

陶瓷天線是一種適合于藍(lán)牙裝置使用的小型化天線，主要分為塊狀陶瓷天線和多層陶瓷天線。

塊狀陶瓷天線是使用高溫將整塊陶瓷體一次燒結(jié)完成后再將天線的金屬部分印在陶瓷塊的表面上。

陶瓷天線應(yīng)用局部

而多層陶瓷天線燒制采用低溫共燒的方式，將多層陶瓷迭壓對(duì)位后再高溫?zé)Y(jié)，所以天線的金屬導(dǎo)體可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要印在每一層陶瓷介質(zhì)層上，如此一來(lái)可以有效縮小天線尺寸，并能達(dá)到隱藏天線目的。由于陶瓷本身介電常數(shù)比pcb電路板的要高，所以使用陶瓷天線能有效縮小天線尺寸。

●5G陣列天線

隨著5G通信頻率的升高，天線和射頻模組尺寸會(huì)更小、集成度更高。當(dāng)工作頻率≥30GHz時(shí)，天線尺寸將減小至毫米級(jí)甚至更小的級(jí)別，此時(shí)天線的設(shè)計(jì)方案將由現(xiàn)有的單體天線改為陣列天線，LTCC有望成為5G天線的核心集成技術(shù)。

●超寬帶LTCC天線

LTCC的多層貼片結(jié)構(gòu)能夠有效拓寬天線的帶寬，用以制備相對(duì)帶寬≥20%的超寬帶天線。同時(shí)，LTCC還能夠?qū)⒔邮?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/137/" target="_blank">芯片和超寬帶天線集成于LTCC模塊中，為超大規(guī)模集成電路用超寬帶收發(fā)裝置的研制提供單模塊設(shè)計(jì)及制作方案。

●Wifi/Bluetooth天線

Wifi和藍(lán)牙設(shè)備通信距離短，收發(fā)功率小，對(duì)天線的功率和收發(fā)特性要求不高，但對(duì)天線占PCB的面積和成本有較高的要求，LTCC技術(shù)有望廣泛用于Wifi/Bluetooth天線。

●GPS天線

GPS陶瓷天線分為塊狀陶瓷天線和多層陶瓷天線，LTCC天線屬于多層陶瓷天線。移動(dòng)通信設(shè)備的發(fā)展，使得GPS天線向小型化、多頻段和抗干擾的方向發(fā)展。利用陶瓷材料的高介電常數(shù)和高Q值，能夠有效減少天線的體積；結(jié)合LTCC多層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，能在尺寸縮小的同時(shí)，保持天線帶寬和增益不受影響，實(shí)現(xiàn)多頻GPS天線的設(shè)計(jì)和制作。

●多頻段LTCC天線

LTCC天線可通過(guò)多種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)天線的多頻化，除了在單天線結(jié)構(gòu)中加載可調(diào)容感以及加載不同長(zhǎng)度枝節(jié)的方法之外，常采用多天線結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)LTCC多頻天線。曲折型天線可通過(guò)多層疊層形式，每層天線實(shí)現(xiàn)一個(gè)諧振頻率；螺旋天線可通過(guò)不同長(zhǎng)度的螺旋線相互纏繞實(shí)現(xiàn)多螺旋結(jié)構(gòu)；貼片天線可在不同層之間，采用多個(gè)諧振貼片結(jié)構(gòu)，構(gòu)成多頻點(diǎn)諧振。借由LTCC天線結(jié)構(gòu)的這一特征，可設(shè)計(jì)、制造雙頻/多頻GPS和Wifi天線。

●RFID天線

LTCC高介電常數(shù)、低損耗、性能穩(wěn)定和易于實(shí)現(xiàn)混合集成等特性，可滿足RFID微型片式天線的微型化和高增益要求，并具有全向性好、阻抗匹配、讀取距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，使RFID的應(yīng)用前景更廣闊。

●NFC天線

NFC天線用鐵氧體膜片通常采用LTCC技術(shù)制備，將多層流延制得的鐵氧體生帶疊成具有一定厚度的鐵氧體膜片。而近年來(lái)興起的貼片式NFC天線，可利用LTCC技術(shù)進(jìn)行層間線圈繞制和多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分利用鐵氧體芯片的空間，有效減小天線尺寸。

●集成化封裝天線

封裝天線技術(shù)是過(guò)去20年來(lái)為適應(yīng)系統(tǒng)級(jí)無(wú)線芯片出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的集成天線解決方案，它將天線與射頻收發(fā)系統(tǒng)集成為一體，構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的表面貼裝器件。LTCC是目前封裝天線的主流技術(shù)方案，可將天線集成于天線-芯片系統(tǒng)中，使整個(gè)系統(tǒng)獲得更高的集成度，并提高系統(tǒng)的性能，比如提高增益和展寬帶寬。

小 結(jié)

近年來(lái)，消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求持續(xù)增長(zhǎng)，無(wú)線產(chǎn)品的技術(shù)與市場(chǎng)得到進(jìn)一步提升。對(duì)此，作為一款最適合用于藍(lán)牙裝置使用的天線，陶瓷天線與藍(lán)牙模塊的關(guān)系是相輔相成的，是無(wú)線產(chǎn)品中不可替代的關(guān)鍵器件，陶瓷天線在無(wú)線產(chǎn)品中的應(yīng)用也得到進(jìn)一步發(fā)展與完善。

審核編輯：劉清