2.4G天线在PCB板上的设计资料
2.4G天线在PCB板上的设计资料
在无线通信设备的设计中，天线的选择和设计至关重要。本文详细介绍了2.4G天线在PCB板上的三种设计类型：超小型PIFA天线、正常PIFA天线和正常Wiggle天线。每种天线都有其特定的应用场景和性能特点，通过对比分析，可以帮助工程师在实际设计中做出更合适的选择。
三种天线类型概述
超小型PIFA天线：用于Nano Dongle的PCB天线，由于PCB空间受限，最大增益会比其他几种天线小6dB左右，即工作距离会短一半。由此天线及MCU做成的完整板子大小为11mm*18mm左右。
正常PIFA天线：用于Normal Module的PCB天线，所占PCB空间最大，最大增益可以达到1.5dB，如PCB面积足够，建议用此天线。由此天线做成的RF Module板子大小为15mm*18mm左右。
正常Wiggle天线：用于Normal Module的PCB天线，所占PCB空间比第二种稍小，增益也稍差1dB，可以用于对体积稍有要求的无线终端，如对于空间比较紧凑的无线鼠标等设备。由此天线做成的RF Module板子大小为13mm*18mm左右。
天线设计细节
1. 小尺寸Nano Dongle用PIFA天线设计
天线具体尺寸如下图（板材为两层FR4,板厚0.6mm）：
- 天线线宽 A：0.15mm
- B：0.25mm
- C：0.4mm
天线性能S11如下，工作频段覆盖整个2.4G ISM频段：
2D和3D增益如下，该天线最大增益只有－5dB左右：
2. 更大尺寸Normal Module用PIFA天线设计
该天线结构就是Normal Module完整Layout中的PIFA天线。
天线具体尺寸如下图（板材为两层FR4,板厚1.0mm），如果板子厚度和板子大小与此不一致（板厚和地面积大小影响性能），则Layout时需加长天线末端尺寸，如增加最后端4.8mm的长度，供调试天线用。
由此天线做成的RF Module板子大小为15mm*18mm左右。
天线性能S11如下，工作频段覆盖整个2.4G ISM频段，可以看到天线工作带宽比Nano更大：
2D和3D增益如下，该天线最大增益比Nano大6dB左右，达到1.5dB左右：
3. 更大尺寸Normal Module用Wiggle天线设计
Wiggle天线比大PIFA天线占用空间更小，应用更灵活，而性能亦差不多，广泛应用于无线键鼠产品当中。
天线具体尺寸如下图（板材为两层FR4,板厚1.0mm），如果板子厚度和板子大小与此不一致（板厚和地面积大小影响性能），则Layout时需加长天线末端尺寸，如增加最后端2.7mm的长度，供调试天线用。
由此天线做成的RF Module板子大小为13mm*18mm左右。
天线性能S11如下，工作频段覆盖整个2.4G ISM频段：
2D和3D增益如下，该天线最大增益比Normal PIFA稍小1dB左右：