藍牙倒F型天線的設(shè)計與測量

0 引言
藍牙是一種支持設(shè)備短距離通信(一般是1Om之內(nèi))的無線電技術(shù)，能在設(shè)備之間進行無線信息交換，其工作頻段是2．4～2．483 GHz的全球通信自由頻段，目前已廣泛應(yīng)用在移動通信設(shè)備中。天線是藍牙無線系統(tǒng)中用來傳送與接收電磁波能量的重要必備組件。由于目前技術(shù)尚無法將天線整合至半導體芯片中，故在藍牙模塊里除了核心的系統(tǒng)芯片外，天線是另一個影響藍牙模塊傳輸特性的關(guān)鍵性組件。本文給出了一款倒F型天線的設(shè)計，該天線尺寸小，設(shè)計簡約，制造成本低，工作效率高，適用于藍牙系統(tǒng)應(yīng)用。

1 天線設(shè)計
倒F型天線是上世紀末發(fā)展起來的一種天線，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、可共形、制造成本低、輻射效率高、容易實現(xiàn)多頻段工作等獨特優(yōu)點，因此，近幾年來，倒F型天線得到了廣泛的應(yīng)用研究和發(fā)展。
倒F天線是在倒L天線abc的垂直元末端加上一個倒L結(jié)構(gòu)edb構(gòu)成。它使用附加的edb結(jié)構(gòu)來調(diào)整天線和饋電同軸線的匹配。該天線具有低輪廓結(jié)構(gòu)，輻射場具有水平和垂直兩種極化，另外由于結(jié)構(gòu)緊湊而且具有等方向輻射特性，同時其良好的接地設(shè)計可以有效提高天線的工作效率。圖1所示是典型的倒F型天線結(jié)構(gòu)圖，該天線可以看作是e端短路，a端開路的諧振器，所以，a端電壓最大，電流為零，e端電壓為零，電流最大。由于倒F天線的結(jié)構(gòu)中包含了接地的金屬面，可以降低對射頻模塊中接地金屬面的敏感度，因此非常適合用于片上系統(tǒng)。另外，由于倒F天線只需利用金屬導體配合適當?shù)酿伨€來調(diào)整天線短路端到接地面的位置，因而制作成本較低，可以直接與PCB電路板焊接在一起。圖2所示為倒F型天線在電路板上的布置圖。

2 測量基本原理
圖3所示是一個網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理框圖。在對倒F天線進行測量時，先由儀器發(fā)出掃頻信號，并將該信號通過輸出口送到被測設(shè)備，當信號通過設(shè)備后，再送回網(wǎng)絡(luò)分析儀。