天線類型

如前部分所述，在自由空間中裸露的波長為λ/4 的所有導(dǎo)體被放在一個接地層上，并為其提供合適的電壓，那么該導(dǎo)體可以作為一個天線使用。根據(jù)不同的波長，天線可能與汽車的 FM 天線一樣長，也可能與信號浮標(biāo)上的走線一樣短。對于 2.4 GHz 的應(yīng)用，大部分 PCB 天線都屬于下面的類型：

1. 導(dǎo)線天線：這是在 PCB 上延長到自由空間中的一段導(dǎo)線，它的長度為λ/4，并被放置在接地層上。這種天線是由50-Ω4 阻抗的傳輸線供電的。通常，由于尺寸和三個維度的暴露，該導(dǎo)線天線提供的性能和輻射范圍最好。該導(dǎo)線

可以是直線、螺旋或是回路的。它是一個三維 （3D） 的結(jié)構(gòu)，其中天線高出 PCB 4-5mm，并伸出到空間內(nèi)。

Figure 4： 導(dǎo)線天線

2. PCB 天線：它是 PCB 上的一根 PCB 走線，并且可以將其畫成直線形走線、反轉(zhuǎn)的 F 形走線、蛇形或圓形走線、或基于天線類型和空間限制的擺動曲線等。在一個 PCB 天線中，天線在 PCB 的同一平面上變成二維 （2D） 結(jié)構(gòu)；

見 Figure 5。當(dāng)裸露到空間外的 3D 天線被放置到 PCB 層上作為 2D 的 PCB 走線時，必須遵循一定的指南。一般情況下，與導(dǎo)線天線相比，它需要的 PCB 空間更大，效率也低，但成本低，并且容易制造和可以給 BLE 應(yīng)用提供可接受的無線距離。

Figure 5. PCB 天線。

3. 芯片天線：這是一種帶有導(dǎo)體的天線，天線和導(dǎo)體都被組裝在小型的 IC 封裝中。當(dāng)印刷 PCB 天線的空間有限或支持 3D 導(dǎo)線天線時，這非常有用。請參閱 Figure 6 了解包含芯片天線的藍(lán)牙模塊。下面給出了天線和模塊的大小與

1 美分硬幣的比較。

Figure 6. 帶芯片天線的 Cypress EZ BLE 模塊 （10 mm × 10 mm）

天線的選擇

天線的選擇取決于其應(yīng)用、可用電路板的尺寸、成本、輻射范圍以及方向性等因素。藍(lán)牙低功耗 （BLE） 應(yīng)用 （比如無線鼠標(biāo)） 只需要 10 英尺的輻射范圍和幾 kbps 的數(shù)據(jù)速率。然而，對于采用語音識別的遙控應(yīng)用，則需要一個室內(nèi)設(shè)置天線，該天線的輻射范圍大概為 20 英尺，并且其數(shù)據(jù)速率為 64 kbps。