蓝牙天线设计资料
WiFi蓝牙(A10192)天线设计指南
Fusca 2.4G SMD天线集成设计指南2009-6-8一、天线的封装二、天线的摆放1，尽量将天线摆放在PCB的角落，以便天线能有更宽的“可视角”，且尽量将天线沿着PCB 的短边沿摆放，这样可以让天线具有更宽的带宽；2，尽量将天线周边的器件摆放限制在30度入射范围内，以尽可能避免遮蔽；小体积的电阻电容等距离天线边缘的间距建议不小于2mm、更大体积的器件距离天线边缘的间距建议不小于5mm、潜在的噪声源器件建议尽量远离天线；另外，天线周边地平面边缘距离天线应改也不小于2mm；三、天线的电路根据与天线搭配的RF芯片的不同，在天线和RF芯片之间可能的电路有：1) 直接连接；2) 一个隔直电容；3) 一个巴伦电路；4) 一个LC低通滤波器；5) 额外的与芯片相关的电路（用于偏置或控制等）；6) 以上情况的组合；7) 阻抗匹配电路（通常匹配阻抗为50欧）；对于传输线的阻抗匹配，通常采用L-C PI型网络的形式（L串联、C并联），这种LC阻抗匹配也能起到低通滤波的作用，以过滤掉其他芯片或从空间辐射来的带外噪声。
四、天线的Layout1，天线和射频芯片之间的连线可以是微带线，也可以是带地的混合型共平面波导线（hybrid co-planar waveguide with groundplane），后者比前者更为紧凑但是需要注意将表层和底层的地通过过孔连接起来；注：两种形式的传输线都可使用安捷伦公司的Appcad程序计算相应的传输线参数。
Appcad程序文件可从这里下载：/Soft/u-blox/appcad.rar1) 微带（Microstrip）传输线的计算〉〉选择左边Passive菜单栏下的Microstrip类型传输线：〉〉根据待传输线号的中心频率、使用的PCB板材、铺铜厚度、传输线到邻近接地层的垂直高度等参数，再结合可调整的传输线宽度，反复计算并调整，直至计算得到的Z0阻抗数值接近50欧姆的理想阻抗：2) 带地的共平面波导（Co-Planar Waveguide with Groundplane）传输线的计算〉〉选择左边Passive菜单栏下的Coplanar Waveguide类型传输线：〉〉选择传输线下方是否带地并根据待传输线号的中心频率、使用的PCB板材、铺铜厚度、传输线到邻近接地层的垂直高度等参数，再结合可调整的传输线宽度、传输线到表层邻近地的间隙，反复计算并调整，直至计算得到的Z0阻抗数值接近50欧姆的理想阻抗：2，到天线馈点的馈线上方不应有任何的其他天线；3，到天线馈点的馈线应从馈点焊盘所处的方向进入馈点，而不应从反面或其他防线绕线进入；4，从馈点到射频芯片的传输线走线尽可能短，以减小线损；五、防静电处理Fusca天线内部有接地处理，因而用手指接触天线的话不会让射频芯片受到静电损害。
一种小型化蓝牙印刷天线的设计
便 携式 电脑 等设 备 中… ， 遍 接 受 它 的 Ｔ 作 频 段 为 普
长可由式 Ａ ＝Ａ／√ 。 计算。其中 ， 是介质的介
电常 数 ， ， 是介 质 的磁 导率 。 因此 通过 降 低 电磁 波
在介 质 中传 播 的 波 长 ， 是 实 现 天 线 的 重 要 方 法 。 也
第 ｌ ０卷
第２期 １
２１ ０ ０年 ７月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ １ １ Ｎｏ ２ Ｊ ｌ ０ ０ ｏ． ０ ．１ ｕｙ ２ １
１７ —８５ ２ １ ） １５ ６ —５ ６ １１ １ （０ ０ ２ — １３ ０
Ｓ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｌｇ ｎ ｇｎｅ ｒｎ ｃ ｅ ｃ ｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ
２１ ０ ０年 ４月 ３ 日收 到 通信作 者简介 ： 高 飞（９６ ） 黑龙江人 ， 士研究生 ， 究方 李 １８ 一 ， 硕 研 向 ： 波天线 、 牙天线 、 米波成像等 。 短 蓝 毫
的选 取 就 成 为 能 否 在 最 小 限度 的 降 低 天 线 性 能 的 同时实 现小 型化 的重 要 因素 。 同 时 ， 电磁 波 在 介 当 质 中传播 时 ， 波 长 会 变 短 ， 磁 波 在 介 质 中的 波 其 电
关 键词 蓝牙
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Ｔ ８８ ６ Ｎ ２． ；
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倒F天线设计
蓝牙的倒F型天线设计引言蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是1Om之内)的无线电技术，能在设备之间进行无线信息交换，其工作频段是2.4～2.483 GHz的全球通信自由频段，目前已广泛应用在移动通信设备中。
天线是蓝牙无线系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件。
由于目前技术尚无法将天线整合至半导体芯片中，故在蓝牙模块里除了核心的系统芯片外，天线是另一个影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。
本文给出了一款倒F型天线的设计，该天线尺寸小，设计简约，制造成本低，工作效率高，适用于蓝牙系统应用。
1 天线设计倒F型天线是上世纪末发展起来的一种天线，具有结构简单、重量轻、可共形、制造成本低、辐射效率高、容易实现多频段工作等独特优点，因此，近几年来，倒F型天线得到了广泛的应用研究和发展。
倒F天线是在倒L天线abc的垂直元末端加上一个倒L结构edb构成。
它使用附加的edb结构来调整天线和馈电同轴线的匹配。
该天线具有低轮廓结构，辐射场具有水平和垂直两种极化，另外由于结构紧凑而且具有等方向辐射特性，同时其良好的接地设计可以有效提高天线的工作效率。
图1所示是典型的倒F 型天线结构图，该天线可以看作是e端短路，a端开路的谐振器，所以，a端电压最大，电流为零，e端电压为零，电流最大。
由于倒F天线的结构中包含了接地的金属面，可以降低对射频模块中接地金属面的敏感度，因此非常适合用于片上系统。
另外，由于倒F天线只需利用金属导体配合适当的馈线来调整天线短路端到接地面的位置，因而制作成本较低，可以直接与PCB电路板焊接在一起。
图2所示为倒F型天线在电路板上的布置图。
倒F型天线在电路板上的布置图2 测量基本原理图3所示是一个网络分析仪的原理框图。
在对倒F天线进行测量时，先由仪器发出扫频信号，并将该信号通过输出口送到被测设备，当信号通过设备后，再送回网络分析仪。
网络分析仪的原理框图由于待测设备的输入阻抗与网络分析仪的输出阻抗不可能理想匹配，因而必然会发射一部分信号。
蓝牙模块硬件设计指导（参考）
蓝牙模块硬件设计指导（参考）一简介该文基于某款蓝牙模块的硬件设计经验总结，仅作硬件设计参考之用。
二天线设计2.1 PIFA 天线设计2.1.1 尺寸要求该天线是经过调频特性的理论计算得出的尺寸大小，并经过实际设计验证的经验值，跟板材及环境都有关系。
按如下规格设计最远距离（无遮挡）可达 20 米。
图 12.1.2 布线要求首先，建议将天线按尺寸设计成元件封装，方便摆放及后续项目设计，并可以防止拖动造成尺寸大小变化，而来回修改。
其次，该天线是与地线连接的，天线有效部分的周围及其下层（即背面）不应用有元器、布线，更不应该铺铜，否则影响信号发射和接收，甚至无法正常工作。
第三，该天线的接地点要求大面积接地，并多打过孔。
第四，该天线要求设计在 PCB 板的板边，尽量朝前面板，并要求周围避开铁质结构件。
2.1.3 板材要求板材请选用：FR4，介电常数为 4.22.2 外引天线设计请断开 PIFA 天线的连接电路，并用 10pF 的电容连接外引天线。
外引天线的线材要求采用 50 欧高频屏敝电缆，并在尾部去掉 3CM 长的屏敝层。
线头的中间信号线焊接在天线输出端，而屏敝铁线也应该焊在就近地线位置，该天线尾部应放置于前面板靠前位置或者引至铁壳之外。
三电源设计电源的参数要求应根据具体型号的参数来设计，详细请见相应型号的 SPEC 文档。
注：为了保证模块的工作的稳定性及语音输出不受干扰，建议蓝牙模块独立电源供电，并保证电源稳定，输出功率符合模块的最大功耗。
另外，掉电时，要保证蓝牙的掉电完全（即保证掉电电压可以小于 1.5V 超 50mS）；实在无法满足条件，请加进复位芯片对模块复位引脚进行复位电平控制。
建议：主控 CPU 增加对蓝牙模块的电源控制，即可保证模块掉电完全，也可避免蓝牙模块的状态与 CPU 的状态不一置。
四音频电路设计音频电路的设计直接影响到蓝牙模块输的音质指标，所以，应独立区分布线，保证音频信号的完整性。
蓝牙天线_精品文档
蓝牙天线摘要：蓝牙技术是一种用于无线通信的短距离技术，广泛应用于智能手机、电脑和其他电子设备中。
蓝牙天线是实现蓝牙通信的关键组件之一，它的设计和性能对蓝牙设备的通信质量和传输距离具有重要影响。
本文将介绍蓝牙天线的原理、种类和性能参数，并探讨如何选择和优化蓝牙天线以满足不同应用需求。
1. 引言蓝牙技术是一种无线通信技术，使用2.4 GHz ISM频段的无线电波进行短距离通信。
它具有低功耗、低成本和简化的特点，广泛应用于智能手机、音频设备、电脑配件和家庭自动化等领域。
蓝牙设备之间的通信主要依赖于蓝牙模块和蓝牙天线。
蓝牙天线作为蓝牙模块的关键组件之一，在通信质量和传输距离方面起着至关重要的作用。
2. 蓝牙天线的原理蓝牙天线基于天线工程的原理和技术，主要用于接收和发送无线信号。
它由导体制成，可将电信号转化为无线电波，并将收到的无线电波转化为电信号。
蓝牙天线如何工作取决于它的设计和构造。
常见的蓝牙天线设计包括片状天线、贴片天线、螺旋天线和PCB天线等。
片状天线是一种薄片形状的天线，常用于手机和其他紧凑型设备中。
贴片天线是一种贴在PCB上的天线，适用于电子设备的集成设计。
螺旋天线是一种绕线形状的天线，具有较高的增益和传输距离。
PCB天线指的是直接印制在PCB上的天线，可实现更好的性能和集成度。
3. 蓝牙天线的种类根据应用需求和尺寸限制，蓝牙天线可以分为内部天线和外部天线。
内部天线是直接集成在设备内部的一种天线，常见于智能手机、平板电脑和电脑等设备中。
由于空间限制，内部天线往往较小且性能受限。
外部天线是通过天线接口连接到设备外部的一种天线，常用于特定应用场景或需要更好性能的设备中。
外部天线可以根据需求选择不同类型的天线，如螺旋天线、饰品天线等。
4. 蓝牙天线的性能参数蓝牙天线的性能参数可以通过以下几个指标来评估和比较：4.1 增益：增益是衡量天线能量辐射和接收能力的重要指标。
增益越高，天线的辐射和接收范围越广。
基于HFSS的蓝牙阵列天线的设计—毕业设计
吉林农业大学本科毕业设计题目名称：基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计院系：信息技术学院专业年级：电子信息科学与技术2班目录基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计 (I)1 前言 (1)1.1 蓝牙的定义 (1)1.2 微带天线的定义 (3)1.3 微带天线的发展 (3)1.5 HFSS仿真软件的介绍 (4)1.6 微波的定义 (6)2 天线的基本理论 (6)2.1 天线的方向图 (6)2.2天线的辐射强度 (8)2.3天线的方向性系数 (8)2.4 天线的效率 (9)2.5 天线的增益 (9)2.6 天线的输入阻抗 (10)2.7 天线的极化 (10)3 微波的基本概念 (12)4 微带天线的基本理论 (13)4.1 微带天线的辐射机理 (13)4.2 微带辐射贴片尺寸估算 (14)5 阵列天线的基本理论 (16)5.1 阵列天线的发展 (16)5.2 阵列天线的分类 (16)5.3 阵列天线的基本原理 (16)5.4 直线阵列天线的基本原理 (17)6 微带阵列天线的设计 (20)6.1 微带阵列天线单元的设计 (20)6.1.1 辐射贴片单元的尺寸 (20)6.1.2 辐射贴片单元的阻抗匹配 (20)6.1.3 微带线的尺寸 (22)6.2 微带阵列天线的整体设计 (23)II6.2.2 阵列天线馈电网络的设计 (24)6.2.3 阵列天线的软件建模 (26)7 微带阵列天线的软件仿真 (27)7.1 天线的仿真数据 (27)7.2 天线的仿真结果分析 (29)8 结论 (33)参考文献 (33)致谢 (34)基于HFSS的蓝牙微带阵列天线设计姓名：杨桦专业：电子信息科学与技术指导教师：顾洪军摘要：随着科技和经济的快速发展，大量的天线被应用到太空科技、航海和移动通讯等领域，例如：小型化天线、多功能天线和多种实用性天线。
蓝牙是信息时代最具代表性的技术之一，主要应用于短距离无线通信。
蓝牙技术已经被广泛应用于多种通信领域。
蓝牙天线设计
蓝牙天线设计目前最常见的蓝牙天线有偶极天线（dipole antenna）,倒 F 型天线（planar inverted F anternna）、曲流线型天线（meander line antenna）、微小型陶瓷天线（ceramic antenna）、液晶聚合体天线（lcp）和棒状天线（2.4G 频率专用）等。
由于这些具有近似全向性的辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点，所以非常适合嵌入蓝牙技术装置使用。
下面主要介绍 4 种天线的设计方法。
1、倒F 型天线倒F型天线是由于其结构与倒置的英文字母 F 相似而得名。
如下图 1 所示。
其中（L+H）只有四分之一波长，而且在其结构中已经包含有接触地金属面，可以降低对模块中接地金属米难的敏感度，所以非常适合用在蓝牙模块装置中。
另外一方面，由于倒 F 型天线只需要利用金属导体配合适当的馈线及天线短路到接地面的位置，故其制作成本低，而且可以直接与pcb电路板焊接在一起，一体化设计。
倒 F 型天线的天线体可以为线状或者片状，若以金属片制作则可以为SMD（suerface-mountde device）组件焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。
此时为了支撑金属片不与接地金属面产生短路，通常会在金属片与接地面之间加入绝缘介质。
当使用介电常数较高的绝缘材料还可以缩小蓝牙天线尺寸。
图 2 给出了倒 F 型天线的pcb设计封装参数。
作为板载天线的一种，倒 F 型天线设计成本低但是增加了一定的体积，但是实际应用中是最长见一的一种。
倒 F 型天线是1/4 波长天线，除去其天线接入点外，其外轮廓为L 形状。
图 2 中蓝牙天线接入点与蓝牙芯片的天线引脚相连接，外轮廓L 型短边接地，天线接入点介于地和天线开放端之间。
板载F型天线一般放在pcb 顶层，铺地一般放在顶层并位于天线附近，但天线周围务必不能放置地，周围应是净空区。
图 3 给出了倒 F 型天线在PROTEL 中制作成板载天线的应用示范：2、曲流型天线曲流型天线的长度比较难确定。
单天线WIFI蓝牙方案
单天线WIFI蓝牙方案
WiLink 1835模块天线设计这一参考设计在单一电路板上结合了WiLink 8模块的功能和内置天线，其实施方式与接受认证时的方式相同。
借助此模块，客户就能通过家庭自动化和物联网(利用WiLink 1835模块上提供的Wi-Fi和蓝牙/蓝牙低功耗功能)等嵌入式应用评估模块性能。
此天线设计通过采用与模块接受认证测试时相同的布局来充分利用认证，让客户能在创建应用时避免重复认证。
特性
集成式FCC、ETSI和TELEC认证模块
电路板的模块实施方式采用与认证时相同的天线布局
无需重新认证即可在应用中使用
单一模块电路板上有WLAN、蓝牙4.1、BLE单天线共存
WLAN 2.4 GHz SISO(20和40 MHz通道)和2.4 GHz MIMO(20 MHz 通道)功能
此电路板包含带有预认证模块的内置天线并且包含用户指南以
及入门所需的软硬件。
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1. 简介
该文档是上海慧翰信息技术有限公司推出的蓝牙模块的硬件设计经验总结，适用于本公司的各个型号模块的硬件设计参考，敬请按型号区分要点。
如有何问题，请直接与本公司的工程师联系，您将会得到更详细的说明。
2. 天线设计
2.1 PIFA天线设计
该天线设计适用于FLC-BTMDC705及FLC-BTMDC732模块的设计。
2.1.1 尺寸要求
该天线是经过调频特性的理论计算得出的尺寸大小，并经过实际设计验证的经验值，跟板材及环境都有关系。
按如下规格设计最远距离（无遮挡）可达20米。
图 1
2.1.2 布线要求
首先，建议将天线按尺寸设计成元件封装，方便摆放及后续项目设计，并可以防止拖动造成尺寸大小变化，而来回修改。
其次，该天线是与地线连接的，天线有效部分的周围及其下层（即
背面）不应用有元器、布线，更不应该铺铜，否则影响信号发射和接收，甚至无法正常工作。
第
三，该天线的接地点要求大面积接地，并多打过孔。
第四，该天线要求设计在PCB板的板边，尽量朝前面板，并要求周围避开铁质结构件。
2.1.3 板材要求
板材请选用：FR4，介电常数为 4.2
2.2 外引天线设计
请断开PIFA天线的连接电路，并用10pF的电容连接外引天线。
外引天线的线材要求采用
50欧高频屏敝电缆，并在尾部去掉3CM长的屏敝层。
线头的中间信号线焊接在天线输出端，而
屏敝铁线也应该焊在就近地线位置，该天线尾部应放置于前面板靠前位置或者引至铁壳之外。