【电路设计】天线初试和PCB实践

文章目录

    • 0 前言
    • 1 相关理论
      • 1.1 输入阻抗与输出阻抗
      • 1.2 反射与阻抗匹配
      • 1.3 天线的概念和属性
    • 2 信号源和接收端的阻抗匹配
    • 3 传输线的阻抗匹配怎么做
    • 4 PCB常用天线和设计方法
      • 4.1 陶瓷天线
      • 4.2 ipx或sma端子外接天线
      • 4.3 铺铜实现倒F或倒L天线
      • 4.4 基本设计原则
    • 5 扩展——高速信号走线原则
    • 6 总结

0 前言

  最近在做一个esp32的项目,要用到WiFi功能,可惜手边带天线的模组很大,但板子面积有限,所以就想到使用esp32-pico-d4这个芯片级模组。那天线就得自己画。由于之前都没有实践经验,稳妥起见,先找了一个开源的项目参考,看到他使用的是一个陶瓷天线,而且就是从芯片无线引脚出来直连陶瓷天线,中间没有任何阻容感,看着挺简单,但是仿制打板回来之后,很遗憾地发现,芯片连不上网,那必然是电路哪里出问题了。于是,顺便研究了一下射频与天线的相关理论,略有收获,这里简单整理一下。

1 相关理论

  想要画好一个可工作的天线,首先需要掌握一些基本理论知识。

1.1 输入阻抗与输出阻抗

  如果有学过集成运算放大器的应该知道,运放的特性就是输入阻抗大,输出阻抗小。前者对应运放虚断的特性,后者对应运放驱动能力较强的特性。那怎么理解这个输入阻抗和输出阻抗呢?

  阻抗(electrical impedance)是电路中电阻、电感、电容对交流电个阻碍作用个统称。阻抗是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗。其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,容抗和感抗合称为电抗。

  由于电容的容抗大小计算表达式为 X C = 1/ ω C X_C=\text{1/}\omega C XC=1/ωC,电感的感抗大小计算表达式为 X L = ω L X_L=\omega L XL

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