Sunlord叠层片式天线应用指引

叠层式片式电感器在卫星通信系统中的应用引言：随着科技的快速发展，卫星通信系统在现代社会中起到了举足轻重的作用。

而电感器作为电子元件的重要组成部分，对于卫星通信系统的性能和可靠性起到了至关重要的作用。

本文将重点介绍叠层式片式电感器在卫星通信系统中的应用，并探讨其优势和未来发展趋势。

一、叠层式片式电感器介绍叠层式片式电感器是一种采用薄膜技术制作的高性能电感器。

相较于传统的线圈式电感器，叠层式片式电感器具有尺寸小、重量轻、频率响应宽、电感精度高等优势。

这些特点使得叠层式片式电感器成为卫星通信系统中的理想选择。

二、叠层式片式电感器在卫星通信系统中的应用1. 高频滤波器卫星通信系统中常常需要进行高频信号的滤波处理。

传统的滤波器需要占用大量的空间，而叠层式片式电感器可以实现对高频信号的滤波功能，并且尺寸小巧，适用于紧凑型的卫星通信设备。

2. 电源管理在卫星通信系统中，电源管理是一个重要而复杂的部分。

叠层式片式电感器能够提供稳定的电压输出，有效过滤电源中的噪声，保证系统的正常运行。

同时，叠层式片式电感器的小尺寸和轻重量使得其在卫星通信系统的电源管理中具有独特的优势。

3. 信号传输卫星通信系统需要进行大量的信号传输，其中包括数据信号、音频信号、视频信号等。

叠层式片式电感器能够提供稳定的电感值，帮助信号在传输过程中保持一定的稳定性和准确性，提高通信质量和可靠性。

4. 电源滤波卫星通信设备常常面临电源噪声的困扰，这些噪声可能影响设备的正常运行。

叠层式片式电感器具有优秀的滤波性能，可以有效降低电源中的噪声，保证设备的正常工作。

三、叠层式片式电感器的优势1. 尺寸小巧：相较于传统的线圈式电感器，叠层式片式电感器体积更小，可以实现更紧凑的电子设备设计。

2. 重量轻：卫星通信系统对于重量是有严格要求的，叠层式片式电感器的轻量化设计使得其更适用于卫星通信系统。

3. 频率响应宽：叠层式片式电感器在更广泛的频率范围内具有良好的响应能力，能够适应不同频率的信号处理需求。

■ 顺络电子Sunlord 1■叠层片式天线应用指南MULTILAYER CHIP ANTENNA APPLICATION GUIDE 1. introduction The chip antenna series is designed for the applications of ISM band 2.4GHz and CMMB just like as Bluetooth、home RFCMMB etc. they have these features: compact、light weight、built-in application、proper gain and proper bandwidth、omni-directional and low cost. Of course they can be mounted by normal SMT process. As we known the miniature chip antenna was sensitive with the application environment such as the K value and thickness of FR4 board. So they need a proper matching circuit composed of L or C to work in a good state. That means you have to match the antenna in your final products to get the best performance. The characteristic you see on the specification was measured on our own evaluation board just like the bottom table. Part No. size mm Resonant freq.GHz Band width MHz Average gain dBi Peak gain dBi SLDA31 3.2×1.6×1.0 2.80 100 -0.5 0.5 SLDA525.0×2.0×1.0 2.54 200 0.5 2.5 SLDA626.0×2.0×1.0 2.64 200 0.7 2.7 SLDA727.2×2.0×1.0 2.47 250 0.8 2.7 SLDA81 8.0×1.0×1.0 3.01 200 0.5 2.0 SLDA929.0×2.0×1.0 2.66 300 1.0 3.0 SLDA35050 35.0×5.0×1.0 0.65 50 — -2.0 dBi710 MHz-7.0 dBi474 MHz After the adjusting process the antenna’s center frequency would be getting down to 2.45 GHz and CMMB frequency. We offer several types which have different size and center frequency therefore you can choose the most proper one according to your board condition. 2. Matching circuit component Chip antenna should be matched with the environment of final products. Normally this process can be done with capacitor or inductor as follows. Component Description Value Series C 0.5 10 pF Capacitor Shunt C 0.5 10 pF Series L 1.0 10 nH Inductor Shunt L 1.0 10 nH Series: Connected between antenna and feeding line in series. Shunt: Connected between antenna and feeding line in parallel. You have to pre-place the π-type circuit layout before the antenna’s then you can chose one of the below circuit type with flexibility. L TYPE T TYPE ∏ TYPE 顺络电子Sunlord ■ ■2 叠层片式天线应用指南MULTILAYER CHIP ANTENNA APPLICATION GUIDE Layout example: 1 2 3 If the space was big enough the 1 layout was recommended. 1------chip antenna 2------feeding mark 3------layout pad of the matching circuit 4------50omh transmission line you can use the tool like ADS/APPCAD etc. to calculate the line width and space size For example if we use the CPWG you can use the parameter as below: Thickness of board Transmission line width Space between the transmission line and ground 0.8 0.5 0.15 0.25 0.28 0.155-----the space between the antenna and ground. You can use the reference table as bellow. For SLDA35050 antenna it was developed for moblie TV applicatoin such as CMMB phone. Cause the CMMB operation frequency was 470M870MHz the small size chip antenna can’t get the whole bandwidth so we can use the method below to solve the problem: P/N Antenna size mm No ground area sizemin L×Wmm Fig. SLDA31 3.2×1.6 3.6×6.8 SLDA52 5.0×2.0 5.4×6.8 SLDA62 6.0×2.0 6.4×6.8 SLDA72 7.2×2.0 7.6×6.8 SLDA81 8.0×1.0 8.4×6.8 SLDA92 9.0×2.0 9.4×6.8 SLDA35050 35.0x5.0x1.0 35.4x9.8 unit: mm■ 顺络电子Sunlord 3■叠层片式天线应用指南MULTILAYER CHIP ANTENNA APPLICATION GUIDE Take a trade-off between the efficiency and bandwidth There are basically two options to decrease efficiency: Resistive matching Accept more mismatch between the antenna and the receiver Impedance matching might be necessary in the case of a transmitting antenna to meet the requirements of the RF power amplifier For a receiving antenna such as CMMB antenna this requirement is not needed. How the matching criterion 1 – 2 dB return loss can be accepted Receiverantenna - there is no need to care about the oscillation in the RF power amplifier At the CMMB range the radio environment is noisy compared to the noise of the receiver and thus the antenna performance is not very critical for the overall signal-to-noise ratio. The impedance bandwidth can furthermore be increased by: Using dual resonant matching as in the picture below Using optimal overcoupling i.e. the antenna is coupled so that the impedance bandwidth is maximized according to a certain matching criterion ②Use the varing matching circuits In the matching circuits we can use the varing capacitor such as Renesas’s Varicap Diode Implementin g a tunable matching circuit to make the antenna operate on the whole band. For exmple: Tunable Matching Circuits 顺络电子Sunlord ■ ■4 叠层片式天线应用指南MULTILAYER CHIP ANTENNA APPLICATION GUIDE Response With The Tunning 3. Application recommendations ?? It is often better not to reduce antenna size too much if board space allows ?? It is also best to keep some clearance between the antenna and nearby objects. Or the tuning will be very difficult and radiation pattern can be heavily distorted ?? Never place ground plane or tracks underneath the antenna ?? Never place the antenna very close to metallic objects such as batteries、LCD panel、speaker etc. ?? Be careful about the wiring in the finalized product not too close to the antenna ?? A monopole antenna should have a reasonable ground plane to be efficient ?? Do the final tuning in the end product not in free air ?? Never install a chip antenna in a vastly different layout than the reference design and expect it to work without tuning ?? Do not use a metallic enclosure or metallized plastic for the antenna ?? If possible test the plastic casing for high RF losses preferably before production ?? Never use low-Q loading components or change manufacturer without retesting ?? Do not use very thin PCB tracks the tracks should be fairly wide 4. Matching process Fig. Matching Process ■ 顺络电子Sunlord 5■叠层片式天线应用指南MULTILAYER CHIP ANTENNA APPLICATION GUIDE Fig. Measurement Method Fig. the Target of Antenna Matching Top view Bottom view SMT connector or cable You can connect it to VNA No ground area Chip antenna Ground area Via Layout pad顺络电子Sunlord ■ ■6 叠层片式天线应用指南MULTILAYER CHIP ANTENNA APPLICATION GUIDE Fig. the Tuning Laws Fig. L-type Circuit Forbidden Region Fig. Tuning Example antennapcbLL1RL2.2 nHCC1C1.5pFm1freqm1-12.7212.400GHzm2freqm2-16.4872.440GHzm3freqm3-9.6582.480GHz2.2 2.42.62.82.03.0-15-10-5-200freq GHzdBS11m1m2m3。

天线应用场景建议基站天线可以按多种不同的方式进行分类和归纳，在实际应用中，为了有利于给出清晰简洁的选型说明，并提供优先的选型推荐指导，特采用以下分类方式：定向双极化基站天线定向单极化基站天线全向基站天线双频双极化基站天线波束电调基站天线波瓣赋形基站天线上述每一类天线可以包含不同的频段、不同的增益、不同的水平面半功率波束宽度、不同的预置波束下倾角。

其中各类之间的描述也可能存在部分的重叠，比如，前4类中波束下倾可以是采用机械下倾方式、也可以是采用预置电下倾方式，它们和第5类波束电调基站天线将作一描述比较；类似地，波瓣赋形基站天线是对常规(非波瓣赋形)基站天线的进一步描述。

以下分别叙述其选型推荐：A.1 定向双极化基站天线定向双极化基站天线优先推荐在多径反射复杂的场景下使用，主要是含有较多或较复杂的建筑物的环境，如城镇、市区；发达的村镇、工业区等。

在这些场景下，复杂的多径反射使电磁波的极化发生了不可预测的变化，于是相对于垂直极化的空间分集天线来说，采用±45°的极化分集天线不但没有理论上的3dB 极化失配损失，甚至可获得更好的分集增益。

同时，极化分集天线具有更高的性价比，且选址和安装较空间分集天线更为简单。

在话务量较多的市区，推荐采用双极化65度15dBi天线。

简单的应用尽量采用双极化65度15dBi预置4°或双极化65度15dBi预置8°天线，其它下倾角可以采用机械调倾角和预置电调结合的方式。

如3°下倾可以采用双极化65度15dBi机械调倾角、6°下倾可以采用双极化65度15dBi预置4°加机械调倾角2°、12°下倾可以采用双极化65度15dBi预置8°加机械调倾角4°等。

下倾角的大小与具体的覆盖半径和架设高度有关，对于高话务量场合，基站密集，覆盖半径较小，下倾角较大，比如5°~10°；架设高度越高，下倾角将相应增大。

叠层片式天线应用指南 MULTILAYER CHIP ANTENNA APPLICATION GUIDE1.介绍片式天线系列可用于ISM 频段2.4GHz 如蓝牙、家庭网络无线射频，及CMMB 等。

它们具有结构紧密、重量轻、嵌入式应用、合适的增益及带宽、全方位和低损耗等特点。

同时，它们可以进行通用的SMT 贴装。

众所周知，小尺寸的片式天线对于应用环境非常敏感，如K 值、FR4板的厚度等。

因此它们需要合适的由电感和电容组成的匹配电路，从而保证在一个良好的状态下工作。

这就意味着需要在最终产品方案上进行天线的匹配以获得最好的性能。

产品规格书上的性能(如下表)是在我司的测试板上测量的。

调整后，天线的中心频率会下降到2.45GHz 或CMMB 频段。

我们可以提供不同种类的天线，它们具有不同的尺寸及中心频率，因此客户可以根据自己产品基板的情况选择最合适的一款。

2.匹配电路和元件片式天线可以与成品的环境进行匹配，通常这个步骤需要用到以下的电容和电感。

*串联：用串联方式接入天线和反馈线间； *并联：用并联方式接入天线和反馈线间。

客户需要在放置天线前设置好π型电路，然后可以灵活地选择以下的电路类型。

型号尺寸 (mm)谐振频率 (GHz)带宽 (MHz) 平均增益 (dBi) 增益 (dBi) SLDA31 3.2×1.6×1.0 2.80 100 -0.5 0.5 SLDA52 5.0×2.0×1.0 2.54 200 0.5 2.5 SLDA62 6.0×2.0×1.0 2.64 200 0.7 2.7 SLDA72 7.2×2.0×1.0 2.47 250 0.8 2.7 SLDA81 8.0×1.0×1.0 3.01 200 0.5 2.0 SLDA92 9.0×2.0×1.0 2.66 300 1.0 3.0SLDA35050 35.0×5.0×1.00.6550--2.0 dBi@710 MHz -7.0 dBi@474 MHz元件 描述 数值*Series C 0.5 ~ 10 pF Capacitor*Shunt C 0.5 ~ 10 pF Series L 1.0 ~ 10 nH InductorShunt L1.0 ~ 10 nH叠层片式天线应用指南 MULTILAYER CHIP ANTENNA APPLICATION GUIDE布局举例：1# 2# 3＃如果PCB 板有足够的空够，建议使用布局1。

三叶草天线5.8GHz使用手册V 1.0感谢您购买本产品。

请仔细阅读用户手册，严格遵守本手册要求安装产品，以使您的天线能正常使用。

请根据当地无线电管制规定使用无线设备。

产品简介5.8GHz三叶草天线工作在5.8GHz ISM 频段，可用于无线视频传输模块AVL58以及其它的无线发射模块(TX)和接收模块(RX)。

该产品具有体积小、重量轻、性能稳定、通信范围宽广等特点，非常适合应用于航模活动中，尤其适用于FPV飞行。

具有波束宽度宽和圆极化特性，保证飞行器在不同的姿态和位置下，能稳定发射和接收信号，保证在飞行活动中可靠传输无线视频信息。

天线的方向性好，信号覆盖范围比一般天线广且更均匀，在飞行运动中该优越性能显得尤其重要。

（图1）RX天线的同轴线材可向任意方向弯曲(<28o)以满足不同方向的需求，使安装更具灵活性。

（图2）使用优质同轴线材，进一步保证该产品的优良性能。

图1 天线信号方向图图2 RX天线弯曲限制角度图注意事项●请务必在上电前安装好天线，以避免损坏电路。

●请将发射机和接收机天线尽可能按本说明放置，两根天线间保持可视（不要遮挡），否则通信距离将受到影响。

●RX天线同轴线材的弯曲角度不得超过规定的角度28o（弯曲后所形成圆的半径不小于40mm），否则会极大地影响天线性能甚至损坏天线。

●请尽量不要弯曲TX天线。

●使用时发射机和接收机离地高度尽可能大，以获得更好的通信效果。

安装说明第1步：请分别安装天线到发射模块和接收模块上。

(图1)第2步：安装发射模块到您的飞行器上，请按照下图方向安装，以获得更好的性能。

(图2) ●使用时发射机和接收机离地高度尽可能大，以获得更好的通信效果。

●尽量不要弯曲RX天线和TX天线图1 天线装配图图2 天线放置图规格参数性能参数中心频率 5.8GHz增益（三个波瓣） 1.2dBi驻波系数VSWR ≤1.5射频带宽150MHz水平波束宽度360°omni垂直波束宽度≥95°极化方式右旋圆极化物理参数工作温度-55o~125o高度TX: 70.06 mm RX: 80.06 mm天线头直径35.72 mm重量TX: 13.43g RX: 14.27g硬件功能支持射频接头SMA接头承受的最大功率2W同轴线材弯曲限制<28o (弯曲后形成圆的半径不小于40mm)。

一种短路加载层叠式双频双极化微带天线王崇惜;邓淑英【摘要】结合经典公式、模式展开理论以及HFSS软件仿真优化,设计了一种短路加载层叠式双频双极化微带天线.该天线采用双层贴片构架,引入电感分量L的短路加载等措施,有效展宽了天线频带宽度.基于项目需求,设计、加工了一套天线.测试结果表明,该天线在L频段(1.65～1.75 GHz),相对阻抗带宽约6％(VSWR≤2),带内增益大于8.2 dBi;在C频段(3.40～4.20 GHz),相对阻抗带宽约21％(VSWR≤2),带内增益大于7.5 dBi.可见,所提分析方法简明有效,可供同类型双层或多层微带天线借鉴.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2019(052)002【总页数】12页(P485-496)【关键词】经典公式;模式展开理论;层叠式;双层贴片;短路加载【作者】王崇惜;邓淑英【作者单位】中国电子科技集团公司第三十九研究所陕西省天线与控制技术重点实验室,陕西西安 710065;中国电子科技集团公司第三十九研究所陕西省天线与控制技术重点实验室,陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TN8220 引言随着通信容量的不断增大，具有双频双极化特性的微带天线以其断面薄、体积小、易与载体表面共形等特点在机载等需要轻薄天线的平台上具有独特的应用优势。

本文介绍了一种短路加载层叠式双频双极化微带天线设计。

文中给出了天线等效电路模型和相关计算公式，并采取双层贴片、短路加载等相关措施[1-2]，使天线在L频段（1.65～1.75 GHz），相对阻抗带宽约6%（VSWR≤2），带内增益大于8.2 dBi；在C频段（3.40～4.20 GHz），相对阻抗带宽约21%（VSWR≤2），带内增益大于7.5 dBi。

图1为天线仿真模型示意图。

图1 天线仿真模型1 天线设计1.1 L频段1.1.1 理论分析与参数计算圆形微带天线是工作在主模TM01下的圆形贴片结构，其带宽和辐射效率随基片加厚而增加。