为无线设备添加天线的全设计流程

  当产品是无线的并且需要额外天线时，设计周期会有所不同。天线会改变设计过程，因为必须小心地将其放置在PCB的最佳位置，因此一定要考虑天线与设计中其他某些组件的关系，这一点很重要。

  理想情况下，设计人员应在考虑别的组件之前就进行射频设计。在本文中，我们将从选择最合适的天线开始，探讨天线在设计周期中的其他阶段。

  最受欢迎的嵌入式天线是表面安装设备（SMD）。它们之所以受欢迎，主要是因为它们有效利用了电路板空间，而且还因为它们能在设备内实现出色的性能。这些天线很小。它们的宽度可以小至1毫米，并在电路板组装过程中直接回流焊到PCB上。通常，它们是由高级电介质层压基板制造的。

  设计人员还可优先考虑使用现成的天线模块。这些天线与其他组件装在一个小封装中，可以放入设计中。选择天线模块的主要优点是可以将其插入设计中，并且射频电路已准备就绪。

  柔性印刷电路（FPC）天线可能是一个有趣的选择，其中设计的组件布局被限制在可用的电路板空间中，或者由于某一些原因，SMD天线不容易安装。FPC包括一层薄薄的铜覆带，一条完整的电缆和一个将其连接到电路板上的UFL连接器。它足够薄，表面可弯曲，可塞入设备内的狭窄拥挤的空间中，也可固定在设计的外壳内。FPC是空间狭窄的理想选择，并且在小型手持设备中很受欢迎。

  如果设备的设计包含可能会影响性能的材料，则设计人能选择外部天线）。嵌入式天线往往无法容易被金属件所屏蔽，因此，如果在设计中加入了大型金属件，则放置在设备外部的终端或机壳安装天线可能会提供最佳性能。

  图1，外部天线选项包括（从左到右）SMD天线，FPC天线或外部天线。资料来源：Antenova

  这些天线自身由绝缘材料制成，以隔离RF信号，如果附近有金属部件，它们的性能仍将保持最小的损耗。盒装天线为PCB上的其他组件释放了空间，并且由于它们对设计中的别的部分不那么敏感，因此易于集成。

  在典型的无线设计中的所有组件中，天线可能对其位置最敏感。因此，建议一开始就确定天线的位置。

  SMD天线直接焊接到主机PCB上，天线的位置对其RF性能有影响。天线通常会沿着天线的长度沿一条轴在六个方向上辐射。这在某种程度上预示着应具有尽可能多的方向，且没有反射性和吸收性障碍。因此，通常将天线放置在PCB的一角，或设计成可在PCB的一个边缘上使用。制造商将天线设计为在不同位置工作，每个天线的数据表将准确说明天线的辐射方式和如何将其放置在主机PCB上以优化性能。

  需要将某些组件放置在尽可能远离天线的位置，因为它们会产生噪声并可能对天线的辐射性能产生阻抗。引起干扰的主要罪魁祸首是电动机，电池和任何金属含量高的组件，例如LCD。

  最后，设备的外壳也可能会引起天线辐射场的中断。若设备有塑料盖，请小心，因塑料的介电常数比空气高，并且可能会使天线的谐振频率失谐。

  SMD天线常常要接地平面才能辐射。在嵌入式设计中，接地层是PCB的一部分，为RF信号往复提供了平坦的连续表面。接地平面一定要有一定的长度，该长度与天线的最长波长有关。因此，至关重要的是为PCB上的接地层提供正确的空间，因为这将使天线有效地辐射。

  根据在天线制造商的数据表中进行说明。有时，地平面在天线下方，有时在其附近。这将因天线而异，这是选择SMD天线的一个因素。

  天线除了需要接地层外，通常还需要在天线周围留出一定的空间，以避开任何其他组件（避开区域）。每个天线的净空保持要求对于每个单独的天线也是唯一的，并且这些区域将需要保持远离其他组件的距离，若不是天线下方的板子，则在大多数情况下要通过几层。

  如果从无线电到天线的射频走线尽可能短，则设备的射频性能将是最好的。这是因为较长的传输线更容易在铜线上产生反射和信号能量损失，这会降低设备的整体辐射性能。因此，我们提议将设计的射频元件放置在尽可能靠近天线的位置。

  一些设计将从射频电路内的元件匹配电路（例如Pi匹配电路）中受益，以调谐天线改善工作带宽。

  图3具有有源调谐电路的天线设计可以克服带宽较小的接地平面所带来的带宽降低。资料来源：Antenova

  在完成设计之前，对Gerber文件布局进行全方位检查可以很好地检查PCB设计叠层中的RF电路和传输线，并将标记出不正确的区域。Gerber审查检查天线，模块，传输线，过孔和PCB材料是不是均已针对良好的RF性能进行了优化。一些天线设计企业会收取Gerber评论的费用，而另一些则免费提供，或者您可以为此目的使用软件设计包。

  下一个测试将是测量天线在其PCB上的性能。这是在暗室中完成的。但是，天线可能会在腔室的完美条件下正常工作，但在最终应用中表现不同，在该最终应用中，环境中的人和物体可能会影响天线的辐射方式。因此，对于可穿戴设备或靠近人体使用的医疗设施的设计，应使用暗室内的机械手对天线进行调谐和测试。

  其他一些测试可以评估设计在真实的生活中的运作状况：无源测试，空中（OTA）测试和合成孔径雷达（SAR）。将测量结果的效率，杂散发射，总辐射功率和总各向同性灵敏度。

  测试设计至关重要，以确保设备在日常使用中能够正确运行，并且不会产生辐射或干扰。在设计需要运营商网络批准的情况下，这些测试至关重要，常常要使用专业的RF测试服务。

  最后，蜂窝网络的每个设计都一定要经过移动网络运营商的认证，以获得在其网络上使用的批准。关键字：天线引用地址：为无线设备添加天线的全设计流程

  2月16日消息 据国外新闻媒体报道，在2011MWC上，阿尔卡特朗讯展示了其开发的“小无线电魔方”，按照阿朗的设想，这些“小魔方”将迅速替代传统基站。 传统的基站及天线塔设计在日渐增长的网络需求环境下，基站被拆分为相关组件，信号传输将通过天线和类云网络进行。 面临不环保、不美观、没办法做到全方面覆盖等弊端，在灵活性和成本控制上也面临挑战，致使运营商一定要进行网络设计的变革并考虑自身 技术 及经济模式的转变。而单一或多个“小魔方”可安装在户内或户外，而且不易被发现，它们接上电源和光纤就可以工作了。 阿朗此举意在让移动通讯产业发生颠覆性变革，不仅能提供无缝服务，还能减少盲点，更小的单元意味着手机通话和传输数据的能力都将获得极大提升

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  检测、验证、测试和认证领域的全球领导者 SGS选择无线连接测试专家Microwave Vision Group（MVG），为其亚太地区的汽车测试服务提供第一款符合 5GAA VATM标准的汽车无线 (OTA) 测试设备。 SGS 购买了 MVG 多探头天线测量和 OTA 检测系统SG 3000 ，用于从组件到全尺寸车辆测试。 该检测系统将在全球率先支持符合 5GAA 车载天线测试方法 (VATM) 标准及新兴 UWB 技术的汽车 5G FR1 NSA 和 SA 以及 C-V2X OTA 测量。 通过此次合作，SGS不仅仅可以为汽车制造商提供测试、验证和针对持续不断的增加的无线标准和法规的合规服务，而且该检测系统将成为SGS在苏

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  翻译自——microwavejournal 5G商业化应用正在推动新基础设施设计，以适应基站数量的增长。这些单元在宽频率范围内工作，并且彼此靠得更近，以提供最佳的连接。影响这些设计的主要趋势包括集中式基站日益增加的复杂性，其中许多基站将包括形成波束的大量多输入、多输出(MIMO)天线，这些天线 GHz频段，而且还使用高频毫米波频谱。 另一个因素是新的PCB设计的需求，要求可处理宽广的5G频率，同时最小化信号损失。最终，随着5G的采用加速，行业将需要全新的解决方案，帮助减少安装基站的时间和风险。 适用于5G的特殊聚合物 工程师们正在为5G基站天线、电路板和其他系统组件进行新的设计，他们正在使用新的

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