在无线通信模块的实际应用中，由于尺寸限制，通常使用板载天线。如果天线处理不当，将大大影响通信效果。本文将详细说明如何优化细节以充分发挥无线模块的最佳性能。 1.背景无线模块的传输距离除了模块本身的性能外，在很大程度上还取决于天线的使用。常用的天线包括PCB天线，弹簧天线，陶瓷天线，杆状天线和吸盘天线。不同天线的性能不同，但是同一天线以不同方式的通信距离将相差几倍甚至几十倍。稍后将讨论影响PCB天线性能的VSWR和辐射增益。 1.1天线的基本定义天线的基本定义：沿着传输线的均匀部分，两条线之间的距离远小于波长，并且能量在平面电磁波模式下几乎没有传导损失（很少辐射）；沿着传输线的逐渐扩展部分，当两条线之间的距离达到或超过波长的数量级时，波将辐射到自由空间并充当天线。前面的段落用白话进行了解释：即，图1.1中的传输线和参考地线是开放的，两条线是天线。两条导线靠近的电磁场相互抵消，成为一条传输线，如图1.2所示。本文讨论了如何提高传输线上的电源效率。图1.1半波偶极子图1.2传输线2.从模块到应用的PCB天线2.1带PCB天线的模块通常不需要很高的传输距离，但是需要很大的模块体积。 PCB天线通常在2.4GHz频带中使用。对于那些对通信距离有更高要求的用户，应选择增益和效率更高的杆状天线和吸盘天线。供应商提供的PCB天线模块通常根据模块的接地仿真进行调试，如图2.1至图2.3所示。最大辐射增益为2.75dBi，2.4GHz频段的驻波比（VSWR）小于2。图2.1模块倒F天线仿真图图2.2模块倒F天线方向图图2.3模块倒F天线VSWR图2.2天线下方的PCB天线仅是天线偶极子的一端，而板的接地被用作天线的另一端。在实际使用中，有必要注意电路板的接地与天线之间的距离，以免改变天线的谐振，降低辐射效率。图2.4〜图2.7显示了在天线下方铺设地面的仿真。天线的阻抗远离50Ω，辐射方向图增益仅为-3 dBi。辐射增益比原来的要小近6dB，驻波比要远大于2。显然，在天线下方铺设地面会严重影响天线的辐射效率。图2.4天线下方地面的仿真图图2.5天线下方地面的方向图2.6天线下方地面的史密斯圆图图2.7天线下方的VSWR天线下方介质的厚度增加。介电常数和介质厚度会影响传输波长，从而导致天线频移和辐射效率降低，如图2.8〜图2.10所示。图2.8天线下方有一个介质模拟图图2.9天线下方有一个介质图形图2.10天线下方有一个介质VSWR图2.4天线附近的空隙地面和介质被挖空，模拟结果与模块仿真几乎一致。如图2.11至图2.13所示，2.4dBi天线的增益与原始增益相差0.35dB，而2.4GHz频段的驻波比均在2以下。在实际使用中，只需对天线进行微调即可。天线频率点通过阻抗匹配，即使在宽带宽的情况下，也无需重新调整匹配。图2.11模拟天线附近的间隙图2.12模拟天线附近的间隙图2.13天线附近的VSWR图3.结论使用天线时，请避免在天线附近放置其他物体，以免影响天线的谐振点并降低辐射效率。请特别注意天线旁边不要有接地（包括电池），否则会大大降低天线的功率。