芯片天线对比PCB 天线：比较指南

了解芯片天线与 PCB 天线的比较对于为嵌入式设计选择天线很重要。您的电子设备需要天线来通过射频 (RF) 进行连接。电子制造领域中射频设备的典型例子是对讲机蓝牙小工具和卫星通信。天线是射频设备的主要成分，可以显着影响其性能。超高性能、减小尺寸和低成本是现代射频应用的主要要求。

关于芯片天线与 PCB 天线的比较，如果您在最小化整个设备成本时考虑 PCB 走线天线，将会有所帮助。另一方面，陶瓷芯片天线在小型化和性能方面提供了有效的一般性能。本文深入探讨了芯片天线与 PCB 天线的争论。它讨论了它们各自的优缺点，以及在选择用于设计的正确天线时应考虑的设计要求。

1。什么是陶瓷芯片天线？

在比较芯片天线与 PCB 天线时，您应该承认陶瓷芯片天线的空间需求较小。此外，您可以轻松地将它们包含在电路板中以产生高频电磁频率。然而，它们的射频范围有限，因此非常适合小型设备，如 Wi-Fi 路由器和智能手机。一般来说，芯片天线像其他天线一样产生和接收射频。只是它们的尺寸比 PCB 天线小。然而，正是它们的小尺寸可以让您有效地将它们安装在电子产品中。此外，当您不想牺牲产品质量时，它们是更便宜的替代品。

2。什么是 PCB 跟踪天线？

PCB 走线天线由直接绘制在电路板上的走线组成。必须认识到天线类型和空间要求决定了走线类型。您可以使用的 PCB 走线包括倒 F 形走线、直线、弯曲、曲折和圆形走线。

通常，PCB走线天线用作无线通信方法。此外，在 PCB 制造过程中，您应该将走线层压到电路板表面。但有时 PCB 走线会覆盖很多层，尤其是在多层 PCB 中。

3。陶瓷芯片天线对比PCB 天线：优点和缺点

3.1 陶瓷芯片天线

优点

在芯片天线与 PCB 天线的争论中，不可否认的是，使用陶瓷芯片天线有很多好处。具体来说，它消除了对昂贵的原型生产和仿真软件的需求。天线的网络调谐能力和没有物理特性保证了上述好处。陶瓷芯片天线提供更多好处，例如：

• 它们是独立的部分。
• 您可以轻松获得适用于不同设计的小尺寸和多种配置。
• 靠近其他部件不会像 PCB Trace 天线那样产生不利影响。
• 与 Trace 天线相比，环境和人为因素对芯片天线的影响可以忽略不计。
• 它们提供灵活的调整和测试替代方案。
• 您可以轻松引入设计修改。

缺点

像这个世界上的其他任何东西一样，陶瓷天线也有其阴暗面。以下是陶瓷PCB的缺点：

• 初始天线和物流成本可能比 PCB Trace 天线贵。
• 您需要一些射频知识才能实现最佳实施。
• 它的性能低于跟踪天线。

3.2 PCB走线天线

优点

芯片天线与 PCB 天线辩论的支持者认为，跟踪天线难以应用、创建和调整。在一致的小型操作中尤其如此。此外，与有线天线一样，最终带宽频率决定了迹线天线的尺寸。以下是 PCB 走线天线的主要优势。

• 由于您在电路板制造过程中集成了跟踪，因此生产成本很低。
• 在最大限度调谐时，跟踪天线可以适应较宽的带宽。
• PCB走线结构简单，由于将天线放在表面，结构轮廓比较薄。
• 它提供了更好的强度容量和网络可靠性。
• 您可以在生产过程中轻松将其插入 PCB。

缺点

这些是 Trace 天线的缺点：

• 很难创建，主要是在最低频率下。
• 走线天线极易发生 PCB 布局修改，每次修改或复制后都需要进行调整。
• 它需要足够的空间，在最低频率下更是如此。
• 对更大电路板空间的需求增加了设计费用。
• 它们容易受到人类和环境因素的影响。

4. 芯片天线对比PCB 天线：嵌入式天线设计技巧

天线是无线系统的重要组成部分。然而，大多数设计师经常将它们视为事后的想法。在制造过程开始时规划天线设计将利用产品性能。此外，它还将消除后期阶段的延迟和复制。以下是一些重要提示，可帮助您准备嵌入式天线设计。

4.1 材料

无论您将天线结构雕刻在电路板上、塑料还是冲压金属上，都要确保这些材料具有稳定的辩证特性。低成本介电 FR4 板材料因供应商而异。这就是为什么您应该从一开始就指定您的电路板材料。

4.2 物理建议

为确保您的电子设备具有较高的性能，您需要一个有效的天线系统。此外，您应该留出足够的天线系统空间。因此，请参与您的小工具生产周期的初始阶段。这将使您能够讨论并就设计选择达成一致。您还将有机会摆脱任何潜在的妥协。

4.3 产品定位

当您将天线放置在产品的最末端时，它会对直接的环境条件变得敏感。因此，您应该考虑您计划如何使用您的产品以及您打算在哪里找到它。例如，您应该确保在自然握持手持设备时，最终用户的手不会覆盖您的天线。对于壁挂式设备，问问自己消费者是否会将它们固定在金属部件上。这是因为金属表面会显着影响产品性能。

4.4 外壳和涂层

请勿将天线覆盖在金属外壳中或使用金属涂层以获得高天线性能。此外，请联系您公司的机械和 ID 同事，以确保天线周围的区域没有任何潜在的干扰材料。

4.5 内部结构

内部金属组件相对于天线的位置也会影响产品性能。例如，在可穿戴设备中，电池是总装的主要部件。因此，您应该在天线设计中定义其位置和功能。

4.6 天线重量

当您谈论嵌入式天线时，您指的是物理组件。例如，PCB雕刻部分或金属化外壳塑料部分。但在大多数情况下，这会形成单个天线系统部分。主系统接地由剩余的一半组成。由于这通常是主板接地，因此您必须确保足够的重量以使天线能够适当地振动。

4.7 电路灵敏度 EMI/RFI

无线系统包括发射器和接收器。发射器可能会干扰相邻电路。这使得接收器容易受到本地电路的干扰。因此，您应该将天线放置在相对于敏感电路的位置，以实现较高的无线产品性能。

5。芯片天线对比PCB 天线：测试期间的天线频率失谐挑战

由于电路板布局会显着影响天线性能，因此您需要对其进行调整以实现最大系统性能。必须认识到适当的电阻匹配会在适当的频带中产生全频传输。

使用走线天线，由于天线设计偏向于一般板卡设计，您很难进行调优和建立最大性能。此外，最小的介电板介电常数使天线太容易受到设计变更和公差变化的影响。在这种情况下，您需要重新旋转 PCB 以获得最大的天线性能。

使用陶瓷天线，您可以改变匹配方面来满足内置的失谐。大多数工程师更喜欢 Π 型方法，因为它在工作带宽调整方面提供了最佳的灵活性。

在设计首选匹配网络时，您可以使用矢量网络分析仪 (VNA) 来检查您的 PCB 测试电路。此外，VNA 将帮助您建立天线输入电阻。您可以找到 S 参数（VSWR 频段）来获得 PCB 陶瓷天线效率。

WellPCB 提供陶瓷天线优化服务。我们的射频人员将使用尖端技术将匹配网络调整为您喜欢的电阻，以实现最佳性能。需要注意的是，在产品工作环境中，匹配可提高所选带宽的天线效率。我们的人员还评估设计布局，以确保正确使用 PCB 空间。

关于芯片天线的最终想法。 PCB天线比较

关于芯片天线与 PCB 天线的比较，芯片天线与 PCB 天线相比，与人类和环境因素的失谐更少。在选择最佳天线类型并相应实施时，两根天线可在多无线电设备中提供更好的天线间距离，并优于 PCB 天线。

您应该使用 OTA 测量在最终的、完全实用的产品中测试您的天线性能。使用 PCB 天线，评估失败的成本高昂且难以解决，并且需要进行多次电路板迭代。请记住，芯片天线是一个单独的部分；因此，您可以轻松快速地改进它。您可以通过仅修改天线部分来扭曲调谐并测试系统性能。我们希望芯片天线与 PCB 天线比较指南能够帮助您为嵌入式设计选择合适的天线。