PCB天线


什么是PCB天线?

PCB天线由直接绘制到PCB板上的走线组成,天线是直接画在PCB板上的,这就是PCB天线。由于天线的类型和产品的空间要求,PCB天线的类型也有所不同。PCB天线的类型包括:平面倒F型天线,英文缩写即PIFA,倒L形PCB板载天线,直线PCB天线,曲折PCB天线,弯曲或圆形PCB天线。

PCB天线的目的是提供一种无线通信方法。在PCB的制造阶段,PCB天线的走线会层压在PCB板的表面上,在某些情况下,这些PCB天线的走线会占据多层PCB的几层。

PCB天线的长度将决定谐振频率,频率越高,走线越短。PCB板上的每个天线都需要一个保留区域,并且保留区域是PCB走线天线周围的特定区域,不允许在PCB的任何层上使用接地填充或铜走线。


PCB天线的优缺点

通常,PCB设计天线难以实施,设计和调整,尤其是在可靠且小型的实施中。如同有线天线一样,PCB天线的尺寸取决于目标带宽的频率。假如你的设计要求低频,则PCB走线天线的长度将更长。
就像两面的硬币一样,PCB天线也有优点也有缺点。其优点如下:

  • PCB天线在制造过程中嵌入到PCB中。
  • PCB天线可以在较宽的带宽内运行(如果进行了优化调整)。
  • 要求高水平的强度和网络可靠性(如果进行了优化调整)。
  • PCB天线的外形很薄(二维)。

同时PCB天线也有以下缺点:

  • 具有挑战性的设计(尤其是在低频下)
  • 极易受到电路板布局变化的影响,因此,每次更改或重新制造后都需要进行调整。
  • PCB走线天线需要更多空间(尤其是在低频下)。
  • 更大的PCB面积要求增加了设计的总体成本(尤其是在低频情况下)。
  • PCB走线天线容易受到环境干扰。

在制造过程之后,你将无法物理修改PCB设计天线。因此,如果需要修改,则需要更改设计并重新制造PCB。此外,由于PCB设计天线可能具有较大的尺寸以及其调谐和设计过程的繁琐特性,因此促进了PCB模拟(Cadence)软件和普遍测试的使用。

产品选型


未找到选型表!

接触不良/导通不稳定
1. 设计时精准计算弹簧压缩行程,确保接触压力适中;
2. 生产中加强清洁,避免焊锡、油污等污染,使用时定期维护清理异物;
3. 选用耐磨抗氧化镀层(如金镀层),避免在高腐蚀环境长期使用;
4. 严格控制结构设计公差,确保针头与套筒、焊盘定位精准。
弹簧疲劳或断裂
1. 根据插拔频率选用对应寿命规格的弹簧针,避免超过额定插拔次数;
2. 避免弹簧长期处于极限压缩状态,预留合理行程余量。
针头或套筒变形
1. 安装时避免外力撞击和受力不均,贴片焊接控制温度防止基座软化;
2. 选用强度更高的材质(如不锈钢针头、金属套筒)。
基座脱落或焊接不良
1. 优化焊盘设计(增大焊盘面积),控制回流焊温度与时间;
2. 必要时增加胶黏剂辅助固定,提高抗振动能力。
高温环境下性能下降
1. 选用耐高温基座材料(如陶瓷、耐高温塑料);
2. 避免在超出规格的高温环境中使用,必要时增加散热设计。
潮湿或腐蚀环境引发短路
1. 增加密封结构(如密封圈),防止水汽和腐蚀性物质侵入;
2. 选用耐腐蚀镀层和材料,定期检查防护性能。
振动或冲击导致位移
1. 采用焊接+胶黏剂双重固定方式,增强安装牢固性;
2. 设计时避开设备振动频率,或增加缓冲结构。
贴片焊接温度控制不当
1. 严格遵循弹簧针焊接温度规范,使用温度曲线测试仪监控回流焊过程;
2. 优先选择耐温性更好的贴片式型号。
焊盘对位偏差
1. 设计阶段确保PCB焊盘与弹簧针引脚间距匹配;
2. 提高贴装设备精度,焊接前检查对位情况。
过度清洁损伤镀层
1. 使用中性清洗剂,避免强腐蚀性溶剂和过长超声波清洗时间;
2. 清洁后及时干燥,减少镀层与清洗剂接触时长。
电流/电压过载
1. 根据实际工作负载选用额定电流、电压匹配的弹簧针;
2. 避免在超过规格的电气参数下使用,增加过载保护设计。
高频信号损耗
1. 针对高频场景选用低寄生电感、电容的型号,优化结构设计减少信号干扰;
2. 进行阻抗匹配测试,确保信号传输质量。
耐插拔次数不匹配
根据设备插拔频率需求,选择高寿命规格的弹簧针(如镀金弹簧、强化机械结构设计)。
内部异物卡滞
1. 生产过程中加强质量管控,避免金属碎屑、焊渣残留;
2. 增加防尘防水密封设计,阻止外部颗粒侵入。

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