藍牙倒F型天線的設計與測量

0 引言
藍牙是一種支持設備短距離通信(一般是1Om之內)的無線電技術，能在設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，目前已廣泛應用在移動通信設備中。天線是藍牙無線系統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芯片外，天線是另一個影響藍牙模塊傳輸特性的關鍵性組件。本文給出了一款倒F型天線的設計，該天線尺寸小，設計簡約，制造成本低，工作效率高，適用于藍牙系統應用。

1 天線設計
倒F型天線是上世紀末發展起來的一種天線，具有結構簡單、重量輕、可共形、制造成本低、輻射效率高、容易實現多頻段工作等獨特優點，因此，近幾年來，倒F型天線得到了廣泛的應用研究和發展。
倒F天線是在倒L天線abc的垂直元末端加上一個倒L結構edb構成。它使用附加的edb結構來調整天線和饋電同軸線的匹配。該天線具有低輪廓結構，輻射場具有水平和垂直兩種極化，另外由于結構緊湊而且具有等方向輻射特性，同時其良好的接地設計可以有效提高天線的工作效率。圖1所示是典型的倒F型天線結構圖，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天線的結構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。另外，由于倒F天線只需利用金屬導體配合適當的饋線來調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所示是一個網絡分析儀的原理框圖。在對倒F天線進行測量時，先由儀器發出掃頻信號，并將該信號通過輸出口送到被測設備，當信號通過設備后，再送回網絡分析儀。