藍(lán)牙倒F型天線的設(shè)計(jì)與測(cè)量

0 引言
藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信(一般是1Om之內(nèi))的無(wú)線電技術(shù)，能在設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)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(dòng)通信設(shè)備中。天線是藍(lán)牙無(wú)線系統(tǒng)中用來(lái)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(wú)法將天線整合至半導(dǎo)體芯片中，故在藍(lán)牙模塊里除了核心的系統(tǒng)芯片外，天線是另一個(gè)影響藍(lán)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(jì)，該天線尺寸小，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約，制造成本低，工作效率高，適用于藍(lán)牙系統(tǒng)應(yīng)用。

1 天線設(shè)計(jì)
倒F型天線是上世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的一種天線，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、可共形、制造成本低、輻射效率高、容易實(shí)現(xiàn)多頻段工作等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因此，近幾年來(lái)，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(gè)倒L結(jié)構(gòu)edb構(gòu)成。它使用附加的edb結(jié)構(gòu)來(lái)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(chǎng)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(shí)其良好的接地設(shè)計(jì)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(duì)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(dǎo)體配合適當(dāng)?shù)酿伨€來(lái)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(cè)量基本原理
圖3所示是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理框圖。在對(duì)倒F天線進(jìn)行測(cè)量時(shí)，先由儀器發(fā)出掃頻信號(hào)，并將該信號(hào)通過(guò)輸出口送到被測(cè)設(shè)備，當(dāng)信號(hào)通過(guò)設(shè)備后，再送回網(wǎng)絡(luò)分析儀。