AN5129：适合2.4GHz无线信号的低成本PCB天线

STMCU

AN5129 应用笔记
适合2.4GHz无线信号的低成本PCB天线： 适用于STM32WB系列的弯折天线设计


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。通过精心设计和实 施，PCB印刷天线拥有与同样功能的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，PCB相对于天线所需空间的尺寸有所增加，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陶瓷天线更廉价。 STM32WB系列的演示和开发板根据本应用笔记实现PCB印刷天线。


1 概述
本文档适用于基于ARM的STM32WB系列器件。

2 坐标系
对于本文档，使用的是 图 1所示的球坐标系。

PCB模块垂直（X-Z平面）靠近坐标系原点。方位角从X轴到Y轴，倾斜角从Z轴到X-Y平 面。 有时，对于地理和导航系统，X轴称为“法线轴”，Y轴称为“东轴线”，Z轴称为“天 顶轴”。

3 布局规范
PCB天线包括所用PCB物料的电气参数，这对布局要求非常严格。建议使用尽可能类似 图 2 所示的布局。

PCB天线的电气参数和性能也是由所使用的基板决定，尤其是板芯厚度与介电常数。


图 3图示了PCB天线区域中基板的典型横截面

4 阻抗匹配
通过π拓扑的阻抗匹配电路，PCB弯折天线可调谐为所需的50 Ω阻抗。在 图 2中，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（50 Ω）非常接近。 为了检查此设计的性能，制造了一个天线样本（根据本文档中的规范）。 图 4显示了此天 线。
图4. 802.15.4部分和BLE PCB弯折天线 （比例约为4:1）

假设制造的样本天线具备所需的阻抗（不需要匹配阻抗），该阻抗匹配电路会被两个串联的 100 pF电容旁通，如 图 5所示。

图5. 阻抗匹配电路 - 直接射频连接

弯折天线的所有电气参数都需要在带通滤波器（BPF）连接时测量，该滤波器的频率覆盖范 围为2.4 GHz到2.5 GHz。




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mzy2364

这个好，节省天线的成本

访客1989

感谢楼主大大的分享

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访客1989 发表于 2018-11-30 16:26
感谢楼主大大的分享

希望对你们有帮助哦~