【導讀】一直以來(lái)，無(wú)論是智能手機，還是筆記本電腦，亦或是平板電腦，藍牙都是智能設備的標配。隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，現在涌現出大量的智能可穿戴設備，而支撐這些應用的發(fā)展不僅需要移動(dòng)軟件支持，同樣也需要無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)的支持，藍牙依然是無(wú)線(xiàn)連接的首選通信方式。
藍牙技術(shù)，就是這中間最重要的一環(huán)。不僅要求通訊靈敏度，還需要小型化，更需要低功耗，更重要的是要低成本。
Bluetooth 4.0版本的出現，解決了這些問(wèn)題，它包含Bluetooth Smart（低功耗）功能，具有以下特點(diǎn)：
1）能耗低
2）成本低
3）標準紐扣電池能讓設備運行數年
4）多供應商互操作性
5）增強射程
在硬件設計中，天線(xiàn)設計是比較有講究，常用的低成本設計方式是PCB板載天線(xiàn)設計方式，但PCB板載天線(xiàn)在實(shí)際中應該如何設計，才能達到很好的收發(fā)效果呢？以下有四種藍牙天線(xiàn)設計可供參考：
藍牙天線(xiàn)設計之倒F型天線(xiàn)：
倒F型天線(xiàn)的天線(xiàn)體可以為線(xiàn)狀或者片狀，當使用介電常數較高的絕緣材料時(shí)還可以縮小藍牙天線(xiàn)尺寸。作為板載天線(xiàn)的一種，倒F型天線(xiàn)設計成本低但增加了一定體積，在實(shí)際應用中是最常見(jiàn)的一種。天線(xiàn)一般放置在PCB頂層，鋪地一般放在頂層并位于天線(xiàn)附近，但天線(xiàn)周?chē)鷦?wù)必不能放置地，周?chē)鷳莾艨諈^。如下圖：
圖1：倒F型天線(xiàn)設計示意圖
藍牙天線(xiàn)設計之曲流型天線(xiàn)設計：
曲流型天線(xiàn)的長(cháng)度比較難確定。長(cháng)度一般比四分之一波長(cháng)稍長(cháng)，其長(cháng)度由其幾何拓撲空間及敷地區決定。曲流型天線(xiàn)一般是PCB封裝，即板載天線(xiàn)。和倒F型一樣，天線(xiàn)一般放置在PCB頂層，鋪地一般放在頂層并位于天線(xiàn)附近，但天線(xiàn)周?chē)鷦?wù)必不能放置地，周?chē)鷳莾艨諈^。如圖2，圖3：
圖2：曲流型天線(xiàn)設計示意圖1
圖3：曲流型天線(xiàn)設計示意圖2
注：天線(xiàn)長(cháng)度計算公式：
天線(xiàn)的長(cháng)度（米）=（300/f）*0.25*0.96
其中f表示頻率（MHz），0.96為波長(cháng)縮短率
藍牙天線(xiàn)長(cháng)度約為 300/2.4G*0.25*0.96 大約為31mm
藍牙天線(xiàn)設計之陶瓷天線(xiàn)設計：
陶瓷天線(xiàn)是另外一種適合于藍牙裝置使用的小型化天線(xiàn)。陶瓷天線(xiàn)的種類(lèi)分為塊狀陶瓷天線(xiàn)和多層陶瓷天線(xiàn)。由于陶瓷本身介電常數較PCB電路板高，所以使用陶瓷天線(xiàn)能有效縮小天線(xiàn)尺寸，在介電損耗方面，陶瓷介質(zhì)也比PCB電路板的介電損失小，所以非常適合低耗電率的的藍牙模塊中使用。在 PCB設計時(shí)，天線(xiàn)周?chē)獌艨站涂梢粤?，特別注意不能敷銅。如下圖：
圖4：陶瓷天線(xiàn)設計示意圖
藍牙天線(xiàn)設計之2.4G棒狀天線(xiàn)設計：
2.4G棒狀藍牙天線(xiàn)體積大，但傳輸距離要強于其他天線(xiàn)。在PCB設計時(shí)，天線(xiàn)周?chē)埠蜕鲜龅娜N天線(xiàn)設計一樣要凈空。如下圖：
圖5：2.4G棒狀天線(xiàn)設計示意圖
關(guān)于藍牙天線(xiàn)設計的其它相關(guān)注意點(diǎn)：
1）天線(xiàn)的信號（頻率大于400MHz以上）容易受到衰減，因此天線(xiàn)與附近的地的距離至少要大于三倍的線(xiàn)寬。
2）對于微帶線(xiàn)與帶狀線(xiàn)來(lái)說(shuō)，特征阻抗與板層的厚度、線(xiàn)寬、過(guò)孔以及板材的介電常數相關(guān)。
3）過(guò)孔會(huì )產(chǎn)生寄生電感，高頻信號對此會(huì )產(chǎn)生非常大的衰減，所以走射頻線(xiàn)的時(shí)候盡量不要有過(guò)孔。
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