天线设计实战：三大经典布局的摆放逻辑与核心技术要点！

天线设计与摆放是无线通信系统构建中的技术核心。针对定向天线、全向天线及阵列天线三大经典布局，需重点考量方向性控制、安装位置选择、极化方式匹配等因素。本文将从实战角度出发，系统阐述各布局的核心技术要点及操作规范。下面特别分享Air8101天线设计相关内容。

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一、天线区域说明  

Air8101工业引擎屏蔽盖上方有一个宽18mm、高6mm的区域，即下图红框范围内的区域，该区域就是工业引擎Wi-Fi板载天线的区域。

需要特别注意：Wi-Fi板载天线的主体是黄色高亮的覆铜走线，这个区域的PCB所有层均做净空不覆铜处理。

二、板载天线性能测试

使用Keysight E5071C矢量网络分析仪，基于Air8101开发板对Air8101工业引擎板载天线无源数据进行测试。

如下图示：

测试结果：

Air8101工业引擎在开发板上测试SWR（电压驻波比）小于1.6，匹配性能良好‌，完全可以满足日常使用。

三、大板布局要点 

需要特别注意，为保证良好的天线性能，Air8101在大板布局设计上也要保证天线附近区域的净空。

常见布局有以下三种：

3.1 天线在板外

Air8101工业引擎18mm*6mm的天线区域全部放在大板PCB板框外；这种情况下，在打板上不需要做任何净空处理，设计最简单。

3.2 天线在大板边缘位置

位置1：放在大板拐角，但Air8101工业引擎天线距板边还有2mm 空间，净空区要求（6+2）mm*36mm；

位置2：放在大板中间部位，但Air8101工业引擎天线外延距板边还有2mm 空间，净空区要求（6+2）mm*54mm；

位置3：放在大板中间部位，但Air8101工业引擎天线外沿和板边一致，净空区要求 6mm*54mm； 

位置4：放在大板拐角，但Air8101工业引擎天线外沿和板边一致，净空区要求 6mm*36mm。 

从位置1、2描述可以看出：

如果Air8101的布局必须要往板内缩一些，那缩进去的部分也需要将PCB所有层全部做净空，不走线、不放置器件、不覆铜处理。

3.3 天线在板外

如果Air8101工业引擎必须放置在大板内部，则没法保证天线性能；请选择Air8101A工业引擎通过1代IPEX座搭配FPC或者外置天线使用。

四、其他注意事项

要保证天线性能，还有以下一些需要注意的地方：

1）同频段天线间距需≥1/4波长（如2.4GHz对应约 31mm），以增强天线之间的隔离度。

例如：4G网络中的B40频段和Air8101的2.4G频段存在重叠。

以下表格列举了Air8101的几种Wi-Fi天线和4G天线组合使用时的注意事项：

2）天线需要远离功率器件、高频器件、数字信号线等容易干扰天线的器件，如功放、DCDC、CPU等；

3）如果外壳有大量金属材质，并且离天线比较近，需要找天线厂进一步评估；

4）内部如果有排线（例如：喇叭和MIC的音频线），电源线等，请避开模组天线区域，并对线组进行固定；

5）Air8101所有的GND PAD均要求良好的接地处理，就近打地孔接入主地；

6）板载天线净空区域内不走线，不放置器件，不覆铜。

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