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智能天线技术的原理与应用分析摘要：目前，先进的科学技术发展加速了通信行业的进步。
通信技术和质量的提高，使许多不同类型的新生事物不断涌现。
当前智能天线在通信行业的使用变得越来越广泛，并且取得了良好的成绩。
本文分析了智能天线的原理，并对智能天线的在通信中的应用进行探讨。
关键词：智能天线技术无线通信原理应用智能天线技术采用空分复用技术，根据信号传播方向上的不一致性把具有相同时隙、相同频率的信号在空域区域进行区分，能够大幅度提高频谱资源的利用效率、减少地形、建筑等对电波传播的影响。
随着无线通信系统容量需求的增加，智能天线技术将会更广泛的应用到无线通信中。
1、智能天线的原理智能天线原名自适应天线阵列(AAA，Adaptive Antenna AHay)。
最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信、定位、军事方面等。
用来完成空间滤波和定位。
后来被引入移动通信系统中。
智能天线通常包括波束转换智能天线fSwikhed BearIl Antenna)和自适应阵列智能天线(Adap Iive AmIy Antenna)。
智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(DirectionofArrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
同时，智能天线技术利用各个移动用户问信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。
在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。
总之，自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术，通过先进的算法处理，对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形，从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。
目前，自适应阵列智能天线已经成为智能天线发展的主流。
移动通信信道传输环境较恶劣。
天线行业发展概况及市场发展前景分析一、天线行业发展概况天线是无线通信系统中的重要组成部份，主要用于接收和发送无线信号。
随着无线通信技术的快速发展，天线行业也得到了迅猛的发展。
以下是天线行业的发展概况：1. 市场规模：天线市场规模庞大，根据市场研究机构的数据显示，2022年全球天线市场规模达到100亿美元，估计到2025年将达到150亿美元。
2. 技术创新：天线行业在技术创新方面取得了显著发展。
随着5G技术的推广应用，天线技术也在不断升级，如MIMO（多输入多输出）技术、波束成形技术等，提高了无线通信的速度和稳定性。
3. 应用领域广泛：天线广泛应用于通信、广播电视、卫星导航、航空航天等领域。
特殊是在智能手机、智能家居、车联网等消费电子领域，天线需求量不断增加。
4. 产业链完善：天线行业的产业链包括天线设计、创造、测试等环节。
全球范围内，天线创造企业众多，如华为、爱立信、诺基亚等，它们在天线技术研发和市场拓展方面具有较强的竞争力。
二、天线市场发展前景分析天线市场具有广阔的发展前景，以下是对天线市场发展前景的分析：1. 5G技术推动天线需求增长：随着5G技术的商用化，天线作为5G通信系统的重要组成部份，将迎来巨大的市场需求。
5G技术的高速传输和低延迟要求使得天线的性能和稳定性提出了更高的要求，这将进一步推动天线技术的创新和市场需求的增长。
2. 智能手机市场持续扩大：智能手机作为天线的主要应用领域之一，其市场规模持续扩大。
随着消费者对于智能手机功能和性能的要求不断提升，天线作为关键的无线通信组件，将继续受到市场的重视和需求的增长。
3. 智能家居和车联网市场快速崛起：智能家居和车联网等领域的快速发展，对天线提出了更高的要求。
智能家居需要稳定的无线信号覆盖，车联网需要高速的无线通信。
这些应用领域的快速崛起将推动天线市场的增长。
4. 新兴应用领域的拓展：随着科技的不断进步，新兴应用领域如人工智能、物联网、无人机等也对天线提出了新的需求。
蓝牙耳机中的LDS天线在2019年新一代的真无线耳机中，我们听到了比较多关于“LDS”天线的概念，它到底是什么样子的呢？我们通过漫步者TWS1和TWS5两款真无线耳机拆解，来看看真无线蓝牙耳机天线的样子。
其中，TWS1不是LDS天线，而TWS5是LDS天线。
漫步者EDIFIER TWS1 真无线蓝牙入耳式耳机-对比TWS5LDS天线是目前电子设备常见天线的一种，与传统的将天线结构装在PCB版，然后引出一根“线”做天线的结构相比，LDS当然有很多优势。
LDS是Laser-Direct-structuring的缩写，即激光直接成型缩写，根据百度百科等信息，这里做个简单介绍，介绍摘选自网络词典。
利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图案。
简单的说就是利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属，这样就可以直接将天线做在外壳上。
某iPhone X手机内的各种LCP天线拆解转载自网络iPhone Xs的背面结构下层就是LCP天线转载自当然，目前并不是大多手机都在用LDS天线，因为还有LCP液晶柔性电路板也可以做天线，比如如图所示iPhone X的天线。
两种天线各自电性能方面的优缺点，我们不专业，也说不好。
在手机上的应用，如果有机会改日再聊。
来看看TWS5上的LDS天线是怎么回事呢？如图所示，在耳机背壳外侧一面其实有一层LDS所在的一个“塑料片”，肉眼看就是那个银灰色的部分，它背扣在了耳机外壳内，自己其实独成一片。
眼睛和触感很难发现它的特别之处，以为就是耳机塑料外壳的装饰片一样。
银灰色的部分其实是LDS外的金属镀层，而在薄薄的一片内已经用LDS做好了天线以及触摸所需要的电路。
如图所示，耳机的PCB板上有两个金属柱和这个镀层接触，就实现了天线外加触摸操作的功能。
漫步者EDIFIER TWS5 真无线蓝牙耳机-拆解-外壳与LDS天线位置展示漫步者EDIFIER TWS5 真无线蓝牙耳机-拆解-外壳与LDS天线位置展示漫步者EDIFIER TWS1 真无线蓝牙耳机-拆解-外壳与LCP天线位置展示再来看TWS1上的天线，那个黄色的似乎也是柔性电路板，由于信号并不复杂可能成本也不会像手机上的成本那么高。
收音机内置FM 天线在蓝牙音箱中的设计摘要：本文主要介绍了收音机内置FM 天线在蓝牙音箱中的设计实例，包括影响天线的因素、天线安装位置的评估与正确选择、以及音响内部环境的综合分析等。
关键字：内置FM 天线；天线设计; 蓝牙音箱一、影响内置FM 天线的因素1.外界因素（1）金属（铁网，电镀等）（2）电池（3）喇叭（4）PCB（5）排线2.环境因素（1）功放电路（主要是数字功放D 类和K 类功放等）（2）升压，降压电路（3)高频数据通信电路（Flash，数码管，屏，触摸电路，闪烁LED 电路等）（4）电源电路（开关电源等）二，安装位置评估（以某品牌音箱为例）外部结构图：图1图1内部结构图：图2图2评估：从音箱外部和内部结构上看，再结合（影响内置FM天线因素）来分析，我们可以得出音箱内部的环境非常复杂，空间较小，影响内置FM天线安装的因素较多（喇叭，电池，排线，PCB等）再加上外部金属网包覆，对天线的驻波比，阻抗，辐射方向等影响较大，从而大大降低了天线效率，天线性能没有得到有效发挥。
三，安装位置的正确选择上面我们已经对蓝牙音箱空间进行了评估，下面我们就开始选择比较适合位置安装天线，通过上述对整机的评估最终我们选择将天线安装在机器的最顶部位置（如下图3）原因有以下几点：1.首先天线安装要考虑（外界和环境的影响因素）。
图3天线下方有垫一层泡棉（图一）其目的有：（1）天线远离了下面的PCB 板和喇叭，（2）天线与金属网不在一个平面。
此时我们再测试一下天线的基本参数：驻波比：1.2 中心频点：98MHz2.安装要考虑给天线足够的有效净空区（设计外观时就要考虑预留）（图4）*有效净空区：顾名思义就是干净空旷的区域，从天线角度上分析的话就是天线周围不得有金属，电池，喇叭，PCB，排线等可以干扰到天线远场和近场辐射的有效区域。
图4 图5从图5我们看到内置FM 天线（深圳市飞敏科技有限公司提供）安装在此位置：天线周围基本都是塑胶材质，离电池，喇叭，PCB，金属网等都比较远，这样的话天线的有效净空区就比较大且方便操作，不影响用户正常使用。
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。
752017年6月上 第11期 总第263期天线,是能将承载信息的无线电信号通过馈电方式完成在物理空间的转换。
移动通信、电视广播、雷达监测、导航定位等通信电子领域依赖于天线完成数据收发。
2016年我国手机终端需求预计超过3亿部,这就意味天线设备市场发展的一个重大市场机遇。
超低功耗、极微细化、超高通量、混合承载是未来天线设备发展的重要趋势。
宽带定向性贴片天线、截面微带天线、空间可展开天线、波导缝隙天线、平面近场天线等新型天线技术和结构的提出,能够有效的提高电磁转换效率,使得天线技术的研究能够逐渐形成覆盖多行业、多材料、多结构的研究领域。
本文将对先进天线技术进行研究和分析,归纳当前天线技术在不同行业中的用途,分析不同材料的天线特性,最后总结不同的天线结构性能。
1 前沿天线的多行业复合应用1.1 雷达天线应用分析雷达天线主要应用于探地、气象、火炮、船舶等多种场景。
针对探地应用,武汉大学李太全提出一种探地雷达天线系统的设计、实现与优化方法[1],分析了探地雷达的探测性能与天线系统结构之间的关系,通过求解信号特征对时间与空间的中心差商,分析全向无波速角度天线的电磁波脉冲频率和幅度、信号衰减特性以及多路径反射波,运用媒质分层格林函数辅助矩量法得到蝶形天线的电流阻碍程度和特定媒质影响。
设计了一种负反馈型高频放大器,提升了宽带电路增益。
针对船舶或车载等移动应用,武汉理工大学的伍勇军提出一种车载雷达天线及其平台的风载特性研究[2],利用有限元软件A B A Q US 对天线有限元模型进行随机响应分析,建立了平台的有限元分析模型,并推导出了一种实用且科学的风振相应分析方法。
1.2 卫星天线应用分析卫星天线主要应用于船舶通信、卫星通信等多种不同场景。
针对船用信息传输,哈尔滨工程大学曹登建提出了基于MEMS/EC组合的卫星天线姿态测量和控制研究[3],设计基于M E M S 惯性传感器和电子罗盘的组合测姿方案,采用M E M S 惯性传感器和电子罗盘联合进行姿态测量,并通过三轴框架运动弥补横滚角变化。
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。
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。
蓝牙天线的π电路参数1. 引言1.1 背景介绍传统蓝牙天线通常采用的是直线天线或PCB贴片天线，但是这些天线存在着信号弱化、通信距离受限等问题。
研究人员开始关注π天线的设计和优化，在蓝牙设备中的应用也逐渐增多。
π天线通过结合直线天线和贴片天线的优点，能够提高蓝牙设备的传输距离和通信质量，是一种更为高效的蓝牙天线设计方案。
在本文中，我们将结合传统天线设计原理，分析π天线的电路参数，探讨其频率特性和射频性能，进行传输距离的优化，并展望π天线在蓝牙设备中的应用前景。
希望通过本文的研究，能够为π天线在蓝牙通信领域的进一步发展提供一些有益的参考和启示。
1.2 研究目的蓝牙技术在无线通信领域有着广泛的应用，而蓝牙天线作为蓝牙通信中的重要组成部分，对通信质量和传输距离起着至关重要的作用。
本文旨在通过对蓝牙天线的π电路参数进行分析和研究，以期通过优化π天线设计和电路参数来提高蓝牙通信的性能和稳定性。
具体研究目的包括但不限于：深入探讨π天线在蓝牙设备中的设计原理，通过电路参数分析来优化π天线的性能，分析π天线的频率特性以更好地适配蓝牙通信的频段，进行射频性能测试以验证π天线在实际环境下的稳定性和表现，以及探讨如何通过优化π电路参数来进一步优化蓝牙通信的传输距离。
通过对这些研究目的的深入探讨和实验验证，我们将为π天线在蓝牙设备中的应用前景提供更深入的理解和优化策略，同时为未来进一步的研究展望打下基础。
2. 正文2.1 π天线设计原理π天线设计原理是蓝牙设备中的关键组成部分，其设计原理直接影响到整个系统的性能表现。
π天线是一种特殊形状的天线，其名称来源于其形状类似于希腊字母π。
π天线的设计原理主要包括天线的长度、宽度、环绕地线长度和电感等关键参数。
在蓝牙设备中，π天线通常被设计成微带天线或PCB天线的形式，以实现更好的频率特性和较长的传输距离。
π天线的设计原理中，关键参数的选择对天线性能起着至关重要的作用。
天线长度和宽度的选择直接影响到天线的频率特性，而环绕地线的设计则可以有效地提高天线的辐射效率和指向性。
蓝牙天线的工作原理
蓝牙天线是一种用于接收和发送蓝牙无线信号的设备，它通过与蓝牙芯片配对来实现无线通信。
蓝牙天线的工作原理主要包括天线接收和发送两个过程。
在接收方面，蓝牙天线通过接收来自其他设备的无线信号来建立蓝牙连接。
当其他设备发送蓝牙信号时，蓝牙天线会接收到这个信号并将其传递给蓝牙芯片。
蓝牙芯片会解码信号并将数据传递给蓝牙模块或主控制器进行进一步处理。
在发送方面，蓝牙天线通过蓝牙芯片发送信号给其他设备。
当蓝牙芯片需要发送数据时，它会将数据传递给蓝牙天线。
蓝牙天线会将这些数据转换为无线信号并通过天线进行发送。
其他设备的蓝牙天线接收到信号后，会进行相应的解码和处理。
蓝牙天线的工作原理依赖于无线电波的传输和接收。
蓝牙信号属于无线电频段，一般工作在2.4GHz的频率范围。
蓝牙天线
通过在这个频段上发送和接收无线信号来实现蓝牙通信。
总的来说，蓝牙天线的工作原理是利用无线电波的传输和接收，通过将数据转换为无线信号来实现蓝牙通信。
它在蓝牙设备中扮演着重要的角色，实现了设备之间的无线连接和数据传输。
BT無線耳機天線評估報告
1.天线布局及环境优化建议
2.总结
1.天线环境优化建议
建议把该元器件放置在右边，此区域预留做天线的馈脚
目前支架内壁的高度较低只有2.5mm，所以如果天线做在内壁效果不是很理想的话建议LDS做在外表面，这样能增加天线的高度，也会离人耳更远，人耳的衰减会更小。
1.1天线布局
建议把馈脚预留在此处，因为左侧的净空区比右侧要大，天线会设计左右两条支路，这样天线的方向性会更好，实测效果也会更好。
预留两个顶针位置；间距在2MM左右
2.总结
该项目主要是高度较低，主板辐射地不够大，并且会受到人耳的衰减导致天线的效率不会太高，建议按照以上的描述预留天线环境，如果做在支架内壁的话天线效率自由场为30%左右+，支架外表面为35%左右。
如果能再增加天线0.5mm的高度也就是3.5mm 的高度，那么天线的效率能达到38%~40%。
人耳的衰减要通过实际测试才能得知，但以上的天线预留方式是目前环境下最合理的。
蓝牙天线的π电路参数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：蓝牙技术在现代生活中扮演着重要的角色，而蓝牙天线则是蓝牙设备中至关重要的组成部分。
蓝牙天线的设计和参数对蓝牙设备的性能起着至关重要的作用。
在蓝牙天线中，π电路是一种常见的天线结构，其参数和特性也对天线性能产生着重要的影响。
π电路是一种常用的传输线天线结构，它具有简单的实现和结构，成本较低，因此在蓝牙天线设计中得到了广泛的应用。
π天线的基本结构是由两个天线元件和一个传输线组成，其中一个元件用作天线发射信号，另一个用作接收信号，传输线用于连接两个元件。
在设计π电路蓝牙天线时，需要考虑一系列参数以保证其良好的性能。
其中最关键的参数包括频率范围、阻抗匹配、增益和辐射效率。
频率范围是指天线可以工作的频率区间，通常设计时需根据蓝牙设备工作频段选择合适的频率范围。
阻抗匹配是指天线与射频传输线之间的匹配情况，一般需要使用匹配网络进行调整以保证信号传输的稳定性。
增益是指天线在某一方向上的电子场放大倍数，增益越高，传输距离就越远。
辐射效率是指天线将输入功率转化为辐射功率的效率，影响着天线的能耗和传输效率。
除了以上几个基本参数外，π电路蓝牙天线的设计还需考虑其辐射图案、带宽和尺寸等因素。
辐射图案是指天线在三维空间中的辐射情况，需要根据具体应用场景选择合适的辐射图案以保证传输稳定性。
带宽是指天线能接收或发射信号的频率范围，通常带宽越宽，传输稳定性就越好。
尺寸通常指天线的物理尺寸大小，对于蓝牙设备来说，小尺寸的天线可以提高设备的便携性和美观性。
在实际的π电路蓝牙天线设计中，通常需要通过仿真软件对天线进行建模，优化设计参数。
通过仿真软件可以模拟不同参数下天线的性能，并根据具体需求进行参数调整以达到最佳性能。
实验测试也是必不可少的一步，通过实际测试可以验证仿真结果，保证天线设计的准确性和可靠性。
π电路蓝牙天线是一种常用的天线结构，其设计参数对蓝牙设备的性能至关重要。
在设计π电路蓝牙天线时，需要考虑频率范围、阻抗匹配、增益、辐射效率等一系列参数，同时也需考虑辐射图案、带宽和尺寸等因素。
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。
蓝牙天线设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ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。
蓝牙天线原理
蓝牙技术是无线通信技术中的一种，它采用了特定的射频通信协议，能够让不同的设
备之间进行无线通信传输。
在蓝牙技术中，天线是起到非常重要的作用的。
蓝牙天线的作用是将设备的无线信号转换成电磁波信号，以便与其他设备进行通信。
蓝牙天线有着一些独特的特性，例如比较小的尺寸和较低的功耗。
因此，它能够被放置在
各种设备中，并且不会消耗过多的电力。
一般来说，蓝牙天线可能有多种类型和形式，其中最常见的有片状天线和贴片天线。
片状天线最为普遍，它通常使用陶瓷子底板，铜箔等材料制成，其工作频段一般为2400MHz-2500MHz，板厚为0.3-0.5mm，其较低的重量和适当的尺寸适合于很多小型的移动设备应用。
贴片天线是一种小尺寸、轻量级的天线，其主要特点是能够模拟多个频段，并
且具有可调谐特性，可以通过软件调整天线的频率，以适应不同的应用场合。
到目前为止，蓝牙技术已经衍生出多个版本，例如蓝牙4.0和蓝牙5.0等。
与此同时，蓝牙天线也在不断地发展。
例如，在蓝牙5.0的新版本中，引入了一种名为“方向性传输
模式”的新技术，它通过控制天线的方向，可以实现更高效的通信传输。
这些天线现在已
经成为了NFC技术在移动支付领域的重要应用。
总之，蓝牙技术在当今的无线通信领域具有广泛的应用。
而蓝牙天线的不断发展，也
将会使这项技术更加强大和实用。
蓝牙天线技术分析与应用介绍蓝牙可以是一种低成本、低功率以及短距离无线通讯的技术，可以广泛的应 用在任何个人行动通讯设备上。
而随着 1999 年 1.0 版蓝牙规范的正式制订，一 场短距离无线通讯网路的革命似乎已经展开， 而由蓝牙概念所发展出来的无线个 人局域网络(Personal Area Network, PAN)也正式成立。
到目前为止，由于市面上所推出的蓝牙相关产品尚未完全普及，「蓝牙」这 个让人耳熟能详的名词在产品应用上还是给人有「犹抱琵琶半遮面」的感觉。
探 究 其 产 品 尚 未 全 面 化 推 出 的 原 因 除 了 蓝 牙 规 范 尚 未 完 全 底 定 外 (2.0 版 正 在 发 展 中)； 另一 重要 的因 素 则是 整个 蓝 牙模 块的 价 格仍 然居 高 不下 ，使 得 蓝牙 产品 的 售价偏高，以 Ericsson 所推出的蓝牙耳机为例，其预估的售价便高达 200 美元 左右。
于是，降低模块的价格便成了蓝牙芯片提供厂商与外围组件制造厂商致力 发展的方向。
「天线」 是在无线通讯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制程的芯片中， 故在蓝牙模块里除了核 心的系统芯片外，天线是另一具有影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。
在各种 不同的蓝牙应用产品中，所使用的天线设计方法与制作材质也不尽相同。
选用适 当的天线除了有助于搭配产品的外型以及提升蓝牙模块的传输特性外， 还可以更 进一步降低整个蓝牙模块的成本。
这是提供给蓝牙系统厂商在寻求低价格的系统 芯片外，另一个可能降低模块成本的考量方向。
在本文中将介绍蓝牙天线的设计 考量、相关重要参数、蓝牙天线的种类以及在产品上的应用考量。
重要的天线参数 天 线 最 主 要 的 功 能 在 于 转 换 传 播 介 质 中 (通 常 是 空 气 介 质 )辐 射 电 磁 波 能 量 与收发机所送出或收到的能量。
在能量转换的过程中，会出现有收发机与天线及 天线与传播介质之间的不连续接口。
在无线通讯系统中，天线必须依照这两个接 口的特性来做适当的设计，以使得收发机、天线以及传播介质之间形成一个连续 的能量传输路径， 如此便可以顺利的将发射机的能量藉由发射天线辐射到传播介 质中，并藉由接收天线将辐射电磁波的能量传送到接收机端。
为了能够说明这两个接口的各项特性，图 1 列出了一些重要的参数，以下就这些参数的定义加以说 明： 天线输入阻抗(Input Impedance) 天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。
为 了 让 天 线 与 收 发 机 电 路 间 达 到 阻 抗 匹 配 (Impedance Matching)以 降 低 因 不 匹 配现象所造成的反射损失(Return Loss)， 故天线的输入阻抗必须与收发机电路的 输出阻抗互相匹配， 如此一来才不至于使得大部份能量在天线与收发机之间就损 耗掉。
以一般的天线设计来说，通常输入阻抗是无法做大范围的改变。
最普遍的 设计方式是将天线的输入阻抗设计在一般电路中所常使用的 50 奥姆，如此便可 以与收发机电路的输出阻抗达到 50 奥姆匹配。
但是在特殊的收发机电路设计中， 输出阻抗不一定会是 50 奥姆，此时便需在收发机电路与天线输入端之间设计一 个外加的阻抗匹配网络来将天线的输入阻抗值转换到收发机的输出阻抗值。
用来表示阻抗匹配状况的反射损耗，单位为 dB。
其数学表示式可以写成： Return Loss(RL)=-20log|r|(dB) 其中 Γ 为天线输入端与收发机输出端之间的反射系数， 亦可以天线输入阻抗 Za 与收发机输出阻抗 Zt 来表示之： Γ=（Za-Zt)(Za+Zt) 由以上两式便可轻易得知 RL、Za 与 Zt 三者之间的关系。
举例来说，当天 线输入端的 RL 达到-10dB 时，表示由发射机所送入天线的能量将有 10%会因为 天线与发射机之间的阻抗不匹配而造成能量损失；假设此时发射机的输出阻抗Zt 为 50 奥姆，则可得知天线的输入阻抗 Za 为 96 奥姆，由此可验证天线与发射 机之间的阻抗并不匹配。
操作频率(Operating Frequency)与频宽(Bandwidth, BW) 天线的操作频率需涵盖整个系统所可能使用到的频带， 而整个工作频带范围 内的最高操作频率 fU 与最低操作频率 fL 间的差值即为天线的操作频宽。
通常， 天线的频宽大小都以百分比来表示：BW=(fU-fL)/fC×100% 其中，fC 是中心操作频率。
以蓝牙为例，其操作频率范围如表 1 所 示， 故天 线的最 小操作 频宽需 为 83.5 MHz，也 就是 3.4%。
在了解了天线 宽的定义后， 还需要 操作频 知道如何决定天线的操作频率范围。
一般最常使用的是电压驻波比(VSWR)2:1 的标准，如此一来由 一连串 VSWR 小于 2.0 的频率点所组成的频率范围即为天线的操作频宽。
通常用来决定操作 频宽的标准是随着不同的通讯系统而会有所差异，例如 VSWR 需小于 1.5 的标准。
但对蓝牙 来说，VSWR 小于 2.0 的条件已经可以符合系统上的需求。
辐射场型(Radiation Pattern)辐射场型是用来描述由天线所辐射出的能量与空间中任意位置的相互关系， 藉由辐射场型图可以得知由天线所辐射出来的电磁波在空间中每一个位置的相 对强度或绝对强度。
以最常见的偶极天线(Dipole Antenna)为例，图 2 为偶极天 线在远场(Far-field)量测系统中的坐标参数示意图，其辐射场型图是以图 3 之水 平 面 (Azimuth)及 垂 直 面 (Elevation)两 个 正 交 平 面 的 二 维 场 型 图 来 表 示 。
简 单 来 说， 所谓水平面的辐射场型图即为由 z 轴上往偶极天线看下去所得到的电磁波强 度在 x-y 平面上的分布图； 而垂直面的辐射场型图则为由天线的侧面(即 x-y 平面 上)往偶极天线看进去所得到的电磁波强度在 x-z 或 y-z 平面上的分布图。
以偶极天线的水平面场型来看，电磁波强度在任意方向上都相等，这就是所谓的全向性 (Omni-directional)辐射场型；但在垂直面场型中，电磁波强度则是在 θ 等于 90 度的方向上有最大值，是属于具有方向性(Directional)的辐射场型。
故由天线 的 辐射场型可以决定天线的摆放位置以及得知天线的最佳发射与接收方向等辐射 特性。
指向性(Directivity)与天线增益(Gain)表 1 全球主要地区的 ISM 频段配置 Region U.s.,Japan&Europe France ISM Band(GHz) 2.4000～2.4835 2.4000～2.4835 Available Channels 79 23天线的指向性与其辐射场型有关，所以指向性也是方位角的函数，其定义如 下： D(θ,ψ)=【天线在(θ,ψ)方向上的辐射强度】/【全向性天线的辐射强度】 由于全向性天线在任意方向上的辐射强度都相同， 所以在上述指向性的定义 中被当作为参考的标准值，故指向性是以 dBi 为单位。
由以上的定义不难发现， 指向性越高的方向其实就是天线辐射能量越集中的方向。
但是在实际的应用上， 由于必须考虑天线本身的辐射效率(Efficiency)问题， 故通常都以天线增益的大小 来代替指向性，两者之间的关系为： G（θ,ψ）=eD(θ,ψ) 其中，天线的辐射效率高低与电磁波辐射过程中所损失的能量多寡有关。
图 4 说明了利用天线来做能量传送与接收的过程中所有可能会产生的能量损失，这 些损失的能量包括了天线输入端阻抗不匹配造成的能量反射、 天线本身的材质在 高频下所产生的能量损耗以及在传播介质中所消耗的能量。
通常天线增益都以最 大值来表示，故可将天线增益简单的以 G 来表示，其单位亦为 dBi。
蓝牙天线在不同操作模式下的设计考量 蓝牙的传输模式是以一个微微网(Piconet)为基础，一个微微网内可以同时存在七 个蓝牙的从动装置(Slave)与一个主动装置(Master)，在同一个微微网内所有从动装置 的跳频序列(Frequency Hopping Sequence)必须与主动装置互相配合。
如图 5 所示，在 微微网的基础下可以容许单点对单点(Point to Point)、单点对多点(Point to Multipoint)以及数个微微网互相链接的多种传输模式。
在以上这些模式中，不论是微 微网内的主动或是从动装置，因为都需要与网内随时改变位置的从动或主动装置联系， 故这些装置所使用的天线辐射场型必须是近似全向性的， 若是使用指向性过高的天线来 做传送或接收，将会造成两个蓝牙装置之间的讯号在某些相对角度上无法正常传送。
图 6 是在室内环境使用固定式的接取装置(Access Point, AP)来与其它蓝牙装置进行传输 的模式。
由于接取装置 AP 已经被固定在室内的某些适当位置以便对室内的蓝牙装置做 数据传输，所以使用在 AP 装置上的天线不一定需要全向性，反而是依安装位置及传输 范围来设计在固定方向上具有高指向性的天线才能得到最好的传输效果。
至于其它的蓝 牙装置仍是以全向性的天线最能符合其需求。
蓝牙天线的种类 目前最常见的蓝牙天线种类包括有偶极天线(Dipole Antenna)、PIFA(Planar Inverted F Antenna)天线以及微小 型陶瓷天线(Ceramic Antenna)等。
由于这些天线具有近似全 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 适合蓝牙装置的使用，以下便对这些天线做一介绍：偶极天线偶极天线的外观通常是圆柱状或是薄片状， 其在天线底端有一转接头做为能量馈入 的装置，而与蓝牙模块之射频前端电路所外接的转接头相互连接(如图 7 所示)。
另外一 种天线外接方式是使用可旋转式转接头， 这种方式的优点在于天线可以依照使用需求做 任意角度的旋动并藉以提高传输效果，但是其缺点在于可旋转式接头的成本较高。
偶极天线的长度与其操作频率有关， 一般常用的设计是使用半波长或四分之一波长来做 为天线的长度。
另外，偶极天线亦可以应用平面化的设计方式将蓝牙天线设计为可焊接 在电路板上的 SMD(Surface-Mounted Device)组件，或是直接在 PCB 电路板上以简单的微带线(Microstrip Line)结构来设计天线(如图 8 所示)，如此可得到低成本的隐藏天 线，并有助于产品外观的多样化设计。
PIFA 天线 PIFA 天线是以其侧面结构与倒反的英文字母 F 外观雷同而命名(如图 9 所示)。
