电路天线

1. 什么是PCB天线如何制作请您尽量讲详细一些，谢谢

天线是各种智能设备都需要的重要部件，所有需要用到无线的设备都需要用到它。现在是无线时代，网络路由器都是无线WIFI，电脑，手机连网络再也不用网线连接了，还有蓝牙耳孙者机，蓝牙鼠标，蓝牙键盘等等不再有电线了，这个天线的性能就至关重要了。
一般天线的选择有一些因素，除了考虑性能还要考虑成本，所以在选择天线的时候，需要综合考虑。今天就给大家讲讲各种天线的设计及设计要点。
天线一般有以下几种，
第一种 PCB板载天线
这种天线成本低，但性能会稍微差一点。PCB板载天线也有几种形式。
a,平面倒F型天线，英文缩写即PIFA，
此倒F天线PCB设计都有哪些需要注意的问题?我们首先要知道这个射频知识，Shonway以前出过一篇文章，对于射频，任何铜箔，导线都不能看成是简单的导线，他是由很多阻容电路组成的一种等效电路，你看到短路的，对于射频就不是短路。以这个思路我们看看这个倒F天线的PCB设计。
这里有六点要注意
1，这个倒F天线，不是随便画的，网上有专门的这种天线的库，拿过来，按要求放上去就好。如果空间不够，那就是自己通过仿真自己制作了自己专用的天线了。
2，RF馈点这里引出来的线阻抗必须做到50ohm
3, 接地馈点必须接地牢靠
4，地平面必须要多打地过孔，如上图所示，这个过孔间距多少合适的话，我们以前一篇卧龙会布布熊老师写过一篇文章，大家找一下可以看看
5， 天线这里所有层铜箔必须净空。
6，天线必须放在PCB板的角落里，最好三面都是空的，如图2所示，上面三面都是空的
手机上的天线叫平面倒F天线，原理上是用一个平面接上一个接地平面馈点，与RF馈点组成，
上面图4从左下方RF馈点这个箭头看过去，就是一个倒F。同样是倒F结构，但手机中的天线采用的是平面结构，这个倒F天线就比PCB板载天线性能就会好很多，这样空间又比较少，成本又低，对于手机天线是最好的选择。
实际上这个平面对于不同手机有很多种形状，原理就是平面倒F结构，在这个平面上一个是接RF，一个是接地馈点就组成了平面倒F天线。
上图就是不同手机天线。他们的原理都是平面倒F天线，是不是长知识了，记得点赞。
b，倒L形PCB板载天线
如下图7所示，图8就是倒L形天线的变种，也是因空间不够，扭曲一下，以匹配频率
此倒L形的需要注意的问题跟前面的差不多不再说明，倒L型天线没有倒F型天线效果好一点，因为倒F天线有一个接地馈点，能有效调节频点。
市面上有不少PCB板载天线，主要是上面两种，还有一些
有些是厂家自己通过仿真制作出来的。
第二种 贴片陶瓷天线
这种天线做成了贴片元件
这种天线一端是接RF，一端是接地。陶瓷天线原理，就是通过一根叫做“天线”的电极将天线与地之间形成的高频电场变成电磁波，从而能发射出去并传波到远方。
PCB最好的布局布线方式就是以下方式
把陶瓷贴片天线放板边，一边接地，一边连RF信号，下面所有层铜箔都掏空(白色框所示区域)这样四个方向，至少2个方向都是空的，对天线的效果很好，不要忘记接地铜箔都要打上接地过孔，打多一点。
第三种 棒状天线
此种天线如下图14所示，这种天线效果最好，拿凯做它是置身于空间，辐射效果最好，但成本也是贵一点，占用的空间也大，这只能是露在机壳外面。
这种天线在PCB设计时要注意的问题
1，如果RF引线短，RF信号线下面所有层都要净空，如图15所示，如果引出线比较长，那还要控制一下这根引出线的阻抗，多层板的话，需要把他下面的第二层净空，其它层铺完整铜，然后隔层参考地做阻抗，(为什么要隔层参考，大家评论区发表一下意见)阻抗控制消衡在50ohm.如图16所示。原创今日头条：卧龙会IT技术
2，附近的接地铜箔必须接地牢靠，也就是要多打地孔。
蓝牙天线设计之倒F型天线：
倒F型天线的天线体可以为线状或者片状，当使用介电常数较高的绝缘材料时还可以缩小蓝牙天线尺寸。作为板载天线的一种，倒F型天线设计成本低但增加了一定体积，在实际应用中是最常见的一种。天线一般放置在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。
蓝牙天线设计之曲流型天线设计：
曲流型天线的长度比较难确定。长度一般比四分之一波长稍长，其长度由其几何拓扑空间及敷地区决定。曲流型天线一般是PCB封装，即板载天线。和倒F型一样，天线一般放置在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。
注：天线长度计算公式：
天线的长度(米)=(300/f)*0.25*0.96
其中f表示频率(MHz)，0.96为波长缩短率
蓝牙天线长度约为 300/2.4G*0.25*0.96 大约为31mm
蓝牙天线设计之陶瓷天线设计：
陶瓷天线是另外一种适合于蓝牙装置使用的小型化天线。陶瓷天线的种类分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。由于陶瓷本身介电常数较PCB电路板高，所以使用陶瓷天线能有效缩小天线尺寸，在介电损耗方面，陶瓷介质也比PCB电路板的介电损失小，所以非常适合低耗电率的的蓝牙模块中使用。在
PCB设计时，天线周围要净空就可以了，特别注意不能敷铜。
蓝牙天线设计之2.4G棒状天线设计：
2.4G棒状蓝牙天线体积大，但传输距离要强于其他天线。在PCB设计时，天线周围也和上述的三种天线设计一样要净空。
关于蓝牙天线设计的其它相关注意点：
1)天线的信号(频率大于400MHz以上)容易受到衰减，因此天线与附近的地的距离至少要大于三倍的线宽。
2)对于微带线与带状线来说，特征阻抗与板层的厚度、线宽、过孔以及板材的介电常数相关。
3)过孔会产生寄生电感，高频信号对此会产生非常大的衰减，所以走射频线的时候尽量不要有过孔。
当你每天在用智能手机打电话、发短信、玩儿网络游戏、转微博等等一系列的沟通行为的时候，有没有想到过，这一切的一切都是通过手机上的天线模块来实现的。如果没有天线，智能手机将变成一台单机游戏机。
现在你和人们聊起手机的天线，有的人甚至会问你：“天线?我的手机没有天线，什么时代了有机还有天线。”
额。。。。。。其是天线还是有的，眼镜贴到眼睛上就叫隐形眼镜，天线放到手机内部就叫内置天线。
简单说一下内置天线大体有这么两种：PIFA天线和MONOPOLE天线。
PIFA天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR(Specific Absorption Rate特殊吸收比率
，主要测量人体吸收手机辐射量的多少)指标，是内置天线首选方案。
适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。
MONOPOLE天线如按要求设计环境结构，电性能可达到较高的水平。缺点是SAR稍高。不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。
下面来看一下几款手机的内置天线。
三星Galaxy Note 2：
底部白色的部分就是天线模块。
三星Galaxy S5：
红色：SWEP GRG28天线切换模块
橙色(大)：高通WTR1625L射频收发器
橙色(小)：高通WFR1620接收器
iPhone 4S也将天线放到了手机底部，但与Note2不同的是它还有外接金属天线。
iPhone 6的天线则被移到了手机上方，同样的，其金属后壳被残忍的分割开来。
最早的大哥大手机是外置天线，是低频段的模拟信号天线，这种设计直到现在都还在被对讲机采用;
2G时代，从NOKIA开始采用内置式天线，采用薄不锈钢片冲压而成，随后为降低成本，后来改用FPC(印刷电路板)代替，FPC的特点是材质软，可以贴在曲面上，还可以转折，在空间利用率上比金属天线有优势，FPC天线直到目前仍然是主流的天线技术;
后来随技术的发展，又发展出来LDS天线技术，就是直接在经过特殊处理的塑模材料上用激光雕刻出天线，这个技术在目前的中高端手机中普遍采用，通常用在主天线上，和喇叭box做在一起，以节省空间。
现在的手机由于通讯能力相当复杂，需要设计不同功能的天线，会采用不同的技术搭配使用。如下示意图：
MIMO
多输入多输出(Multi-input Multi-output ;
MIMO)是一种用来描述多天线无线通信系统的抽象数学模型，能利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息，是一种空分复用的概念。
MIMO可以在不需要增加带宽或总发送功率耗损的情况下大幅地增加系统的数据吞吐量及发送距离。MIMO的核心概念为利用多根发射天线与多根接收天线提供的空间自由度来有效提升无线通信系统之频谱效率，进而提升传输速率并改善通信质量。
MIMO技术可以应用在无线通信网络中与基站通信，也可以应用在WiFi网络中与无线路由器通信。我们通常用A*B MIMO来表示天线数量，比如2*2
MIMO表示2路发射2路接收，理论传输容量为SISO的两倍。
在未来5G网络中，可以预见终端会普遍采用更大数量的MIMO技术。
5G时代的天线：尺寸不变，数量增加
天线是无线通信设备上的重要部件，用来发射和接收电磁波信号。天线是一根具有指定长度的导线，可以制造在PCB(印制电路板)和FPC(柔性电路板)上。
天线的长度与无线信号的波长相关性很强，一般要求是电磁波长的1/4或1/2，比如2G时代的900Mhz频段，电磁波长为20~30cm，天线尺寸则为7.5cm左右。
目前4G通信的波段是0.8-2.6GHz，而5G使用的主要通信频段也在6GHz以下。因此，使用5G
Sub-6G频段的手机天线尺寸上不会有大变化，仍然会是厘米级。
不过，为了达到更高的速度要求，5G会使用更多根天线，即MIMO技术，例如4×4 MIMO就是有4个发射端天线，4根收集端天线。
而天线数量的增加，则将会要求多个天线之间的形状重新排布，对手机后盖和走线提出新的要求，以达到更好的效率。华为mate30 pro
5G一共集成了21根天线，其中包括14根5G天线。

2. 天线是如何在电路中工作的

天线是辐射出电磁波，是无线通信的重要器件，它并不是构成闭合电路的电子元件。

3. 天线如何在高频电路发射电磁波

一个电容，两极板的末端也是开路的，怎么有交流电流能流过电容的？它是依靠电容内部电场的电力线形成了回路。如下面左图。

电容内部电场被封闭，不能向外发送电磁场，如左图；因此把电容极板逐渐拉开，使得电场发散出去，如中间图；直到把极板拉到天上一片、地下一片，电场完全开放，就成为发射天线。

可以看到老影片里的电台天线顶部还保留了几片叶片，就是那电容极片的残余，它也可以提高一点天线效率，单一的直杆效果差点；至于下面的一片就是地线，或者机箱的底板。电流的回路就是扩散到空中的电场，磁场是围绕天线导线的水平方向的涡旋，二者合成电磁场并向外按照光速扩展成为电磁波。

这种鞭状天线确实只有一根连线，另一头实际是地线（或底板），而偶极子天线可以有对称的两根线，例如电视的羊角天线、八木天线，它们以中分平面为参考地，这个平面相当于镜子，形成镜像的一对天线。

4. 什么是线路板天线

摘要
本实用新型涉及一种天线放大器中的放大线路板，它由三通混合电路，放大电路组成，其特征是V段（1—12频道）由微波集成块IC放大，U段（13—56频道）由微波三极管预放，再经微波集块IC二极放大，适用于室外天线使用。
主权项
1、一种电视天线线路板由三通混合电路、放大电路、输 出电路、整流滤波电路组成，其特征在于cz1是Ⅵ段（1－5频道） 天线信号输入接头，由电容C1，C2，电感L2，L3串联，在c1， c2的 连点上接L1，L1的另一端接地，在电容c2，电感L2的接点上接电 容c3，电容C3的另一端接地，电感L2、L3的接点上接电容c4，电 容C4的另一端接地，构成V1频段（1－5频道）的滤波电路，cz2是 Ⅷ段（6－12频道）的天线信号输入接头，由电容C6，电感L4，电容 C7，C8，C5串联，在电容C7和C8的接点上联接电感L3，电感L3的 另一端接地，在电容c8，c5的接点上接电感L6，电感L6另一端接 地组成Ⅷ段滤波电路，Ⅵ和Ⅷ段电视信号混合后经电感L1O， 电容C9至微波集成块IC的输入端，CZ3是U段（13-56频道）电 视信号输入接头，由电容C1O，C11串联，在cz3和电容c1的接点 上接电感L7，电感L7的另一端接地，在电容c10，c11的接点上接 电感L8，电感L8的另一端接地而组成U段的滤波电路，输入微 波三极管BG1的基极， CZ4是放大器的信号输出接口，同时也是 电源的输入接口，微波集成电路IC输出信号经电容c15，c16，电 感L11组成的T形滤波电路从CZ4输出，交流电源也从CZ4输入， 经电感L12至整流二极管D1整流又经电容c17， c18滤波后，经限 流电阻R3，滤波电容C12，提供BG1组成的放大电路电源，电阻 R4提供微波集成电路IC电源，C19是整流管D1的高频短路电容， R1是微波三极管BG1偏置电阻； R2是微波三极管BG1负载电阻， C13， C14和电感L9组成T形滤波输出电路，将BG1输出信号至 微波集成块IC，R3、LED组成该线路板001指示电路。

5. 天线一个引脚接电路如何形成电流

左图是一个电感、电容接成的振荡回路，当电路工作时有电流反复向电容充、放电，电容的两极板间产生一个交变的电磁场，也可以说，当电容两极板间存在交变电磁场时，振荡电路中存在振荡电流。当将电容的两极板距离拉开，一根与大气空间相连，另一端与大地相连，此时只要空间存在电磁场，即相当并联振荡电路中电容极板间存在电磁场，振荡回路中即可感应产生相应频率的交变电流，只不过此时，电路中的电容换成了【天与地间的电容】而已，感应到天线上的电流通过线圈流向地，在线圈上建立磁场，当感应电流减少时，磁场减弱，产生反向电流，向大气与大地间形成的电容充电；当磁场减弱为0时，电容再放电，使磁场重新建立，反复该过程，将空间中电磁场的变化交连到选频回路中，利用谐振原理，使单独接收所需要的频率信号成为可能。