|
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 ) C. O- |" m0 g# R, I: [ 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。 ' _1 t6 u" d8 o% m g1 y 2 坐标系6 J! X8 d/ ^9 n5 n- R. w 对于本文档,使用的是 图 1所示的球坐标系。6 b$ T* F. b* {
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。- V0 V, l4 j* e4 p, }6 r & o+ `# L" @, W" R
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。1 t' X5 e( d, v" J J _' ^ 图 3图示了PCB天线区域中基板的典型横截面
7 k7 k3 `, C% B& h& T9 F 0 r; k! z' A l; N! b. `' H 4 阻抗匹配( M6 z0 Q5 h1 p 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。9 ~& Y1 b3 {, w5 d2 V j 图4. 802.15.4部分和BLE PCB弯折天线 (比例约为4:1)% T" Y1 n Y6 v7 b: K/ Q
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。- |8 o, `3 ~* s, S& Z 图5. 阻抗匹配电路 - 直接射频连接- {! t b; C$ ~' A- ?
* I" ]4 \# R1 D& `$ M 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。. g; d/ n3 T3 Y' b) D: b/ P 0 ]: J( X3 T. J) R5 G% ?$ V 1 {8 e6 O7 }2 ^9 W4 o# D 3 H3 j+ n1 Y, K& m | ..................7 f2 Y& [; ~7 E( R! n+ w ) h' `9 ~3 L0 c9 W9 K" ^ 了解更多,请下载后阅读; w* H! Q5 R! X3 V 7 q. l& T( ]* T 下载地址1>> 下载地址2>> 9 S0 p% b+ n' }' a# Y5 \# y |
微信公众号
手机版
希望对你们有帮助哦~