本文以维晟（WISESUN）的WS4455 ASK发射芯片为例介绍了Sub-G发射芯片PCB Layout和天线设计的建议和注意事项。所有类似的无线产品都可以参考此文档进行设计。 主要介绍： 1、原理图设计； 2、PCB布局； 3、电源电路设计； 4、晶振选型和电路注意事项； 5、天线设计； 6、天线匹配结构介绍，和注意事项等 在进行Sub-G 433 ASK发射遥控器的硬件设计时，工程师需要关注多个重要方面以确保设计的成功。WS4455芯片作为核心元件，需要合理布局以优化性能。PCB布局需遵循特定准则以减少干扰并提高效率。电源电路的设计同样关键，必须确保提供稳定的供电并考虑电源走线与敏感电路的距离。晶振的选择和布局需要特别注意，以确保频率稳定。天线的设计与匹配结构是实现无线信号有效传输的关键，不同类型的天线有不同的设计要求。 在WS4455芯片的设计中，应放置于板边靠近PCB天线的位置以缩短信号路径，同时天线区域要保持足够的净空以避免其他电路的影响。晶振则需要尽量靠近IC放置，并与天线保持安全距离，避免走线过长或有其他走线和元件干扰。电源设计应并联合适的电容以稳定供电，并避免电源走线干扰晶振和天线。射频部分的设计需考虑天线的具体安装方式，外置天线和板载天线有不同的设计重点。对于板载天线来说，PCB天线的设计应考虑天线长度、线宽、间距等因素，确保有效辐射。此外，天线匹配电路的设计也是至关重要的，它通过特定的电感、电容组合来调整阻抗和滤波，以达到最佳的信号传输效果。元器件的布局应保证良好的回流和避免干扰，匹配电路周围应有足够的GND包围。 所有这些硬件设计建议和注意事项，对于任何希望设计类似无线产品的工程师而言，都是宝贵的参考。通过遵循本文档所提出的建议，可以提高Sub-G 433 ASK发射遥控器硬件设计的成功率，确保产品在性能和稳定性上的优越表现。

### 微带天线设计 #### 浙江大学微带线原理及微带线天线设计 微带天线作为一种重要的无线通信设备组成部分，在现代通信技术中占据着极其重要的地位。浙江大学的研究团队针对微带天线的设计进行了深入研究，并探讨了如何通过改进设计方法来实现宽带性能。 ### 微带天线基础理论 微带天线的基本结构由一个薄的金属贴片、一个接地平面以及位于两者之间的介质基板组成。这种结构简单、易于制造且性能稳定，非常适合于各种无线通信系统中使用。 #### 微带线原理 微带线是一种用于传输高频信号的导线形式，它由一层导体和一层介质材料构成。微带线的主要特性包括特性阻抗（Z0）和有效介电常数（εeff）。这些参数对于天线的设计至关重要，它们直接影响到天线的辐射特性和带宽性能。 #### 宽带微带天线设计 为了提高微带天线的工作带宽，研究人员通常会采用以下几种方法： 1. **改变天线几何形状**：通过对天线尺寸或形状进行调整，可以有效地改善其宽带性能。 2. **使用多层结构**：通过增加介质层的数量或厚度，可以实现更宽的频带覆盖。 3. **引入特殊材料**：如使用高介电常数材料，可以显著提升天线的带宽。 4. **采用寄生元件**：在天线周围添加寄生结构，有助于扩展工作频率范围。 ### 宽带微带天线设计实例 根据浙江大学的研究成果，下面介绍一种具体的宽带微带天线设计方案： #### 设计步骤与计算公式 1. **确定基本参数**：首先需要确定天线的尺寸参数，例如宽度(w)、高度(h)等。这里假设天线宽度为1.393w，高度为0.667w，介质基板的相对介电常数εr为9.6。 \[ Z_{0} = \frac{120}{\sqrt{\epsilon_{eff}}} \left[ \frac{1}{\sqrt{1 + 4h/w}} \right] \] 其中 \( Z_{0} \) 是特性阻抗，\( \epsilon_{eff} \) 是有效介电常数。 2. **计算有效介电常数**：有效介电常数可以通过下式计算： \[ \epsilon_{eff} = \frac{\epsilon_r + 1}{2} + \frac{\epsilon_r - 1}{2} \left( 1 + \frac{0.04}{\sqrt{1 + 12h/w}} \right) \] 3. **优化设计**：基于以上参数，可以通过软件模拟（如CST Microwave Studio）进一步优化天线的设计，确保其在所需的频率范围内具有良好的辐射效率和增益性能。 #### 实际应用中的考虑因素 在实际应用过程中，还需要考虑以下几点： 1. **环境因素**：实际工作环境可能会影响天线的性能，例如温度变化、湿度等。 2. **制造工艺**：不同的制造工艺可能导致天线的实际尺寸与设计值存在差异，进而影响其性能。 3. **封装方式**：天线的封装方式也会影响其最终的性能表现。 ### 总结 通过对微带天线的基础理论和设计方法的深入研究，浙江大学的研究团队成功地提出了一种宽带微带天线的设计方案。该方案不仅能够满足现代通信系统对带宽的要求，还具有较高的工程实用价值。未来，随着更多新技术的应用和发展，微带天线的设计也将更加多样化和高效。

《ANSOFT HFSS天线设计论文》是关于利用ANSOFT公司的High Frequency Structure Simulator (HFSS)软件进行天线设计的专业研究论文。HFSS是一款强大的三维电磁场仿真工具，广泛应用于微波、射频及光学领域，尤其在天线设计方面具有显著优势。 在天线设计中，HFSS以其精确的全波三维电磁仿真能力，能够帮助工程师模拟分析天线的性能，包括辐射模式、增益、效率、方向图以及驻波比等关键参数。HFSS采用了有限元方法（Finite Element Method, FEM）和边界元方法（Boundary Element Method, BEM）相结合的求解策略，确保了计算结果的准确性和可靠性。 该论文可能涉及以下知识点： 1. **HFSS软件基础**：论文可能会介绍HFSS的基本操作界面、建模工具以及仿真流程，包括几何模型构建、材料属性设定、求解器设置和后处理分析。 2. **天线理论**：论文可能涵盖了天线设计的基本原理，如天线类型（如偶极子、抛物面、微带天线等）、辐射机理、阻抗匹配、天线阵列设计等。 3. **HFSS仿真技术**：重点讨论HFSS在天线设计中的应用，包括如何建立天线模型，如何设置仿真参数，如何进行谐振频率分析，以及如何优化天线性能。 4. **实例分析**：论文可能会通过具体的天线设计案例，详述使用HFSS进行仿真分析的步骤，展示如何通过改变参数来改善天线性能，如增益、方向性等。 5. **误差分析与验证**：通常，论文会比较HFSS仿真结果与实验测量数据，进行误差分析，验证HFSS仿真的准确性和可信度。 6. **优化设计**：论文还可能探讨HFSS在天线优化设计中的作用，包括自动优化算法的应用，以实现特定性能指标的最优化。 7. **多物理场耦合**：在某些复杂系统中，天线设计可能涉及到与其他设备或结构的电磁耦合，HFSS可以处理这些多物理场问题。 8. **并行计算与加速**：HFSS支持大规模并行计算，有助于缩短大型复杂模型的仿真时间，这可能是论文中的一个讨论点。 通过深入学习这篇《ANSOFT HFSS天线设计论文》，读者不仅可以掌握HFSS软件的使用技巧，还能了解天线设计的最新理论和技术，对于从事射频、微波工程和无线通信领域的专业人士来说，具有很高的参考价值。

HFSS天线设计-李明洋

在RFID（无线识别）系统中，天线的设计是至关重要的环节，因为它直接影响到系统的读取范围、效率和稳定性。本资料集“13.56M天线设计参考.zip”提供了一些关于RFID天线设计的基础理论和实践指导，包括远距离RFID天线设计、阻抗匹配以及专门针对13.56MHz频率的天线设计。下面将对这些关键知识点进行深入探讨。 1. 远距离RFID天线设计： 在远距离RFID系统中，天线设计的目标是提高信号传输的距离和穿透力。这通常需要增大天线的尺寸、增加增益，并确保天线的方向性。设计时需考虑天线的增益、辐射效率、极化方式以及工作频率等因素。例如，采用高增益定向天线可以提高通信距离，但会限制天线的覆盖范围。此外，天线的形状和材料也会影响其性能，例如选择具有低损耗特性的材料。 2. 阻抗匹配： 阻抗匹配是RFID天线设计中的核心概念，它确保天线与读写器之间的能量传输最大化。当天线和读写器的阻抗不匹配时，会导致反射功率，降低系统效率。通过使用匹配网络（如LC网络或微带匹配网络），可以调整天线阻抗以匹配读写器的特性阻抗，从而提高功率传输和读取距离。 3. 13.56MHz天线设计： 13.56MHz是ISO/IEC 14443和15693标准规定的高频RFID工作频率，常用于门禁系统、电子支付和物流跟踪等应用。在这个频率下，天线通常设计为环形或线圈状，因为这种结构可以产生良好的近场磁场分布。设计时要考虑天线的电感和电容，以及天线的几何尺寸，以实现最佳谐振频率。同时，天线的尺寸和形状也会影响其工作范围和读取性能。 除了以上所述，实际设计中还需考虑天线的环境因素，如空气介质、安装位置、附近物体的影响等。在实际操作中，可能需要通过仿真软件进行多次迭代优化，以获得最佳性能。13.56MHz天线设计是一门结合电磁学、电路理论和实践经验的复杂技术，而"13.56MHz天线设计.pdf"文档将为学习者提供宝贵的理论和实例指导。 “13.56M天线设计参考.zip”这个资料包对于理解RFID天线设计原理，特别是13.56MHz频段的天线设计，是非常有帮助的。通过阅读“远距离RFID天线设计.doc”、“阻抗匹配.doc”和“13.56MHz天线设计.pdf”，工程师和学习者可以深入了解如何设计出高性能、适应各种应用场景的RFID天线。

在RFID(无线频率识别)系统中，天线设计是一个至关重要的环节，它直接影响到系统的性能和通信距离。本文将详细解析使用RC531芯片进行13.56MHz天线设计时的近似计算公式，以及如何进行50欧匹配以优化天线性能。 我们需要了解天线的基本概念。Q值是天线的一个关键参数，它代表了天线能量储存与损耗的比值，理想的Q值应该在一个适当的范围内，过高或过低都会影响天线的效率。在13.56MHz的RFID系统中，通常要求天线Q值在15至35之间。天线的电感量(L)和直流阻抗(Zdc)可以通过万用表或电桥进行测量，而Q值调节电阻(RQ)则是用来调整Q值以达到上述范围。 天线电感量的计算涉及到电路参数配置，包括高通滤波电容(Cs)、幅值调节电容(Cp1和Cp2)。例如，如果电感量为0.95uH，直流阻抗为0.286Ω，那么Q值可以近似计算为电感量与直流阻抗的比值的平方根，即Q ≈ √(L/Zdc)，在这种情况下Q ≈ √(0.95/0.286) ≈ 1。然后，根据Q值计算匹配电阻RQ的公式为RQ = 5。这里需要注意的是，这些计算都是近似的，实际应用中可能需要微调。 接下来，我们转向50欧匹配天线设计。这种设计的目标是使天线与读卡器之间的阻抗匹配，以最大化能量传输。这通常通过一个前级滤波电路实现，包括电感L0、电容C0、C1、C2a+C2b、电阻R1和R2，以及不平衡变压器。前级滤波电路的元件参数需要根据天线的电感量和交流阻抗进行调整。交流阻抗可以用5倍的直流阻抗近似计算，最佳范围在0.3uH至1.5uH之间。 匹配天线调节电阻的计算公式是RQ = 5，然后计算Cs和Cp，公式为： Cs = 1.3789 * f^2 / L * Z Cp = (1.3789 * f^2 / L * Z) - Cs 这里的Z是天线的输入阻抗，对于50欧匹配，Z应取50Ω。以0.95uH电感量和0.286Ω直流阻抗为例，计算得出的Cs约为113pF，Cp约为32pF。这样的设计理论上能使A卡的读取距离达到5cm左右，B卡的读取距离达到3cm左右，但实际效果可能会因为环境因素和天线制作工艺的差异而有所不同。 总结来说，设计13.56MHz RFID天线时，需要考虑天线的Q值、电感量、直流阻抗和50欧匹配。通过近似计算公式，我们可以预估天线性能并进行初步设计。然而，为了达到更精确的性能和通过QPBOC等测试标准，可能还需要使用逻辑分析仪或高档示波器进行精细调整。在实际操作中，设计师还需要不断试验和优化，以确保天线在不同应用环境下的稳定性和有效性。

### 2G 3G无线通信模块的天线设计指南 #### 天线设计的重要性及其基本流程 在当今高度依赖无线通信技术的社会中，天线的设计对于确保通信系统的可靠性和性能至关重要。特别是在2G和3G无线通信模块的背景下，正确的天线设计能够显著提升数据传输的稳定性、通话质量和整体系统效能。芯讯通无线科技（SIMCom Wireless Solutions Co., Ltd.）作为一家专业的无线通信模块提供商，在M2M（物联网）领域拥有丰富的经验和广泛的应用案例。基于多年来的客户支持和服务经验，芯讯通总结了一套关于无线通讯产品的天线设计流程、注意事项以及性能判定标准。 ##### 天线设计流程 天线的设计流程主要包括以下几个关键步骤： 1. **产品立项**：确定产品的功能需求和技术规格。 2. **结构堆叠**：在这一阶段，天线制造商需介入并评估天线结构，初步确定天线类型。 3. **PCB设计/改版**：根据选定的天线类型，预留天线使用空间。如果PCB需要修改，天线也需要重新调试。 4. **天线结构评估**：进一步细化天线的具体结构细节。 5. **天线类型确定**：根据产品特性和环境要求选择最适合的天线类型。 6. **天线区域确定**：确定天线在产品中的具体位置。 7. **确定天线形状/天线匹配**：天线厂家根据前期评估和实际环境确定天线的形状，并调整匹配电路。 8. **天线调试**：通过调试确保天线性能符合预期。 9. **测试验证**：分为无源测试（如方向图、增益、输入阻抗、效率等）和有源测试（如发射功率和接收灵敏度）。这些测试是评估天线性能的重要依据。 10. **性能满足**：如果测试结果满足所有性能标准，则进入下一阶段；如果不满足，则需返回上一步骤进行调整。 11. **结束**：完成所有的设计和测试后，项目进入生产阶段。 #### 天线设计注意事项 1. **工作频段的确定**：天线调试之前，必须首先确定其工作频段。不同的频段对应着不同的天线形式和性能标准。例如，GSM850频段的工作频率范围为869-894 MHz（接收）和824-849 MHz（发射），而WCDMA Band I则为2110-2170 MHz（接收）和1920-1980 MHz（发射）。 2. **天线形式的选择**： - 内置天线适用于大部分手持设备和小型终端产品，如Monopole天线、PIFA天线、贴片陶瓷天线、FPC天线等。 - 外置天线则适用于安装环境复杂或者需要更稳定通信连接的产品，如棒状天线、拉杆天线、螺旋天线、车载天线等。 3. **注意事项**： - 在恶劣环境中使用的产品（如车载设备、无线抄表系统等），应优先选择外置天线以提高信号接收能力。 - 如果产品内部存在大量金属结构或强干扰源（如高速数字信号处理电路），应选择外置天线以减少干扰。 - 内置天线的选择应综合考虑产品的结构、成本和性能需求。 - 为了确保天线性能，天线周围应保持尽可能空旷，避免接近大体积金属器件或其他潜在干扰源。 #### 总结 天线设计是一个复杂的多学科交叉领域，它不仅涉及到电子工程的基础理论，还需要考虑到实际产品的物理限制和环境因素。通过对天线设计流程的理解和掌握，可以有效提升2G和3G无线通信模块的整体性能，从而更好地服务于物联网和其他无线通信应用场景。芯讯通无线科技提供的天线设计指南为设计师们提供了一个宝贵的参考框架，有助于他们在设计过程中做出更加合理的选择。

宽带对数周期天线是一种广泛应用于无线通信领域的天线类型，因其宽频带特性而备受青睐。这种天线的设计涉及到电磁学、射频工程和MATLAB编程等多个领域。MATLAB作为一个强大的数学计算和仿真工具，被广泛用于天线设计、信号处理以及电磁场的建模。 在描述中提到的“DD1”和“DD-NEWS”频道可能是特定的广播或电视频率，暗示了这个设计是针对特定频段进行优化的。对数周期天线的设计目标通常包括覆盖尽可能宽的频率范围，同时保持良好的辐射性能和方向性。在无线通信中，这样的天线可以接收不同频率的信号，适用于多种应用场景，如广播接收、移动通信基站或卫星通信。 MATLAB在宽带对数周期天线设计中的应用主要包括以下几个方面： 1. **理论建模**：MATLAB可以用来进行理论计算，如确定天线的几何尺寸、计算谐振频率、预测天线增益和方向图等。这通常涉及傅里叶变换、微分方程求解和数值方法。 2. **参数优化**：通过编写MATLAB脚本，可以自动调整天线结构参数（如长度、宽度、间隔等），寻找最优设计方案以满足特定性能指标。 3. **电磁仿真**：MATLAB结合其电磁仿真工具箱（如FEKO或CST Studio Suite）可以进行三维电磁场模拟，预测天线在不同频率下的性能，从而验证设计的有效性。 4. **数据分析**：MATLAB可以处理仿真结果，绘制天线的频率响应、增益曲线和方向图，帮助理解天线在实际应用中的表现。 5. **实验对比**：设计完成后，MATLAB还可以用来分析实测数据，与仿真结果进行比较，评估天线的性能偏差并进行必要的调整。 在“logperiodic_script.zip”这个压缩包中，很可能包含了上述所有步骤的相关MATLAB脚本文件。这些脚本可能包括定义天线几何结构的函数、计算和优化参数的主程序、生成仿真模型的代码以及分析结果的脚本。用户可以通过运行这些脚本来学习和理解宽带对数周期天线的设计过程，并根据自己的需求进行修改和定制。 宽带对数周期天线设计是一项涉及多领域知识的复杂任务，而MATLAB提供了一套高效且灵活的工具，使得天线设计过程更加直观和可控。通过深入研究和实践，我们可以利用这些工具来解决实际通信系统中的频率覆盖问题，提高信号接收的质量和稳定性。

无法独立控制空间补偿相位值和正交极化相位差值一直是传统线-圆极化转换反射阵中的难题。基于电场矢量合成，提出了一种可以将空间相位补偿方式和极化控制方式两者完全独立的线-圆极化转换设计方法，为高纯度线-圆极化转换反射阵的研究提供了新的思路。提出了一种层叠三平行偶极子单元组来实现这种线-圆极化转换的方法，以此设计、加工并测试了一款工作在X波段的线极化-右旋圆极化转换反射阵天线。测试结果表明，该反射阵在中心频点增益22.4 dB，交叉极化优于-28 dB，1 dB增益带宽和3 dB轴比带宽约为10%。

提出了一种新型金属电磁带隙（EBG）结构高增益微带天线。该天线在传统贴片天线的基础上通过增加EBG结构盖板，增益显著提高；在此基础上，根据镜像理论设计了一种人工磁导体（AMC）频率选择表面，有效的抑制了表面波，从而达到了缩小天线体积、展宽带宽的效果。设计完成了一个中心频率为5.8GHz的微带天线，其增益比传统贴片天线提高了10dBi，带宽由0.16%扩展到了8.62%。给出了详细设计过程和具体参数，通过数值仿真和分析证实了金属EBG盖板和AMC表面对天线性能改进的有效性。