天線作為無線信號輻射和接收的重要器件,在無線通信中起著關鍵作用。天線究竟是如何實現信號從有線到無線的轉換的?
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什么是PCB天線?顧名思義,就是在PCB上印制了一根走線,可以將其畫成直線走線,反轉的F形走線,蛇形或圓形走線等,長度為四分之一波長就基本可以形成天線,將電信號輻射出去或接收信號。
汽車天線PCB最常見的結構是倒F天線

倒F天線模型
天線的長度需要符合傳輸信號的四分之一自由空間波長,才能達到發射和接收轉換效率最高,同時更好產生較好輸入阻抗。2.45GHz信號的自由空間波長為122.45mm,因此相應的天線長度約為30.6mm,該長度就是PCB天線中倒F部分(L)的長度。實際設計中,為了盡可能減小天線占用的空間,常常會設計成蛇形走線。天線的高度(H)、饋線與接地點的距離(S)以及蛇形走線的寬度這三項參數設計到具體的仿真調試,受篇幅影響,這里暫不展開說明。

汽車天線電路板的蛇形走線
除了倒F部分的蛇形走線,天線還需要良好的接地面,才能實現信號的輻射和接收。接地面的長度要求和蛇形走線部分一樣,為傳輸信號的四分之一自由空間波長,即30.6mm??紤]到產品的實際使用環境,無線模組的體積不能太大,因此本次設計中,我們將ZM602模組的整體尺寸設計為25*18mm,其中接地面的最大長度約為25mm(對角線)。由于接地面長度無法達到30.6mm的要求,天線性能受到一定影響。但若將ZM602模塊焊接在測試底板或者客戶底板上,即可借助底板的接地面,讓天線發揮出最好的性能效果。
經過仿真軟件的調整優化后,我們最終確定的天線模式尺寸如下。
汽車天線線路板作為信號傳輸的關鍵載體,其設計優劣直接決定了信號的接收與發射效率,影響著車載通信、導航及多媒體系統的信號質量,對實現穩定、高速的通信至關重要。汽車內部空間有限,精心設計的天線 PCB 能夠有效利用空間,在不占用過多車內空間的前提下,保障天線性能,滿足汽車緊湊布局的需求。合理的 PCB 設計能夠增強抗干擾能力,減少車內復雜電子環境對天線信號的干擾,確保天線穩定工作,為駕乘者提供可靠的通信與信息服務。

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