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【技術(shù)分享】深入解讀汽車天線PCB的設計

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人氣：250發(fā)布日期：2025-03-07 11:25【大中小】

天線作為無線信號輻射和接收的重要器件，在無線通信中起著關(guān)鍵作用。天線究竟是如何實現(xiàn)信號從有線到無線的轉(zhuǎn)換的？

什么是PCB天線？顧名思義，就是在PCB上印制了一根走線，可以將其畫成直線走線，反轉(zhuǎn)的F形走線，蛇形或圓形走線等，長度為四分之一波長就基本可以形成天線，將電信號輻射出去或接收信號。

汽車天線PCB最常見的結(jié)構(gòu)是倒F天線

倒F天線模型

天線的長度需要符合傳輸信號的四分之一自由空間波長，才能達到發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高，同時更好產(chǎn)生較好輸入阻抗。2.45GHz信號的自由空間波長為122.45mm，因此相應的天線長度約為30.6mm，該長度就是PCB天線中倒F部分（L）的長度。實際設計中，為了盡可能減小天線占用的空間，常常會設計成蛇形走線。天線的高度（H）、饋線與接地點的距離（S）以及蛇形走線的寬度這三項參數(shù)設計到具體的仿真調(diào)試，受篇幅影響，這里暫不展開說明。

汽車天線電路板的蛇形走線

除了倒F部分的蛇形走線，天線還需要良好的接地面，才能實現(xiàn)信號的輻射和接收。接地面的長度要求和蛇形走線部分一樣，為傳輸信號的四分之一自由空間波長，即30.6mm。考慮到產(chǎn)品的實際使用環(huán)境，無線模組的體積不能太大，因此本次設計中，我們將ZM602模組的整體尺寸設計為25*18mm，其中接地面的最大長度約為25mm（對角線）。由于接地面長度無法達到30.6mm的要求，天線性能受到一定影響。但若將ZM602模塊焊接在測試底板或者客戶底板上，即可借助底板的接地面，讓天線發(fā)揮出最好的性能效果。

經(jīng)過仿真軟件的調(diào)整優(yōu)化后，我們最終確定的天線模式尺寸如下。

汽車天線線路板作為信號傳輸?shù)年P(guān)鍵載體，其設計優(yōu)劣直接決定了信號的接收與發(fā)射效率，影響著車載通信、導航及多媒體系統(tǒng)的信號質(zhì)量，對實現(xiàn)穩(wěn)定、高速的通信至關(guān)重要。汽車內(nèi)部空間有限，精心設計的天線 PCB 能夠有效利用空間，在不占用過多車內(nèi)空間的前提下，保障天線性能，滿足汽車緊湊布局的需求。合理的 PCB 設計能夠增強抗干擾能力，減少車內(nèi)復雜電子環(huán)境對天線信號的干擾，確保天線穩(wěn)定工作，為駕乘者提供可靠的通信與信息服務。

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