【经验】桃芯科技蓝牙芯片板载天线设计指导及参考方案

时间： 2023-05-19 来源：桃芯科技公众号

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

在无线通信中天线性能严重影响产品的性能。在蓝牙应用中，板载天线是一种重要的天线形式，本文介绍一下板载天线设计中的关键点，并给出相应的参考方案。

射频组成

BLE芯片的射频部分一般都由三部分组成：

匹配网络——将芯片引脚出来的信号匹配到50欧姆，并滤除部分高频杂波

传输线——连接匹配网络和天线，根据PCB的实际布局，可以省去

天线——将电流信号转换成射频信号的关键部分，本文以PCB天线进行说明

PCB天线选择

天线的本质，是将电流信号转化为电磁波的装置，包括导线天线、PCB天线、陶瓷天线等形式。

PCB天线因为不需要额外的BOM成本，以及优秀的性能，是许多射频设计中的最优选择。

推荐下面三种经典的PCB天线，用户可以根据自身线路板尺寸和性能要求进行选择。

1、蛇形线F天线

需要空间

天线空间：14.5mm*6mm

板厚：1.2mm

测试条件

增益：1.6db

带宽：150MHz

方向图

天线放置

XOY方向

YOZ方向

倒F天线

需要空间

天线空间27mm*7.5mm

板厚：1.2mm

测试条件

增益：2.4db

带宽：560MHz

方向图

天线摆放：

蛇形倒F天线变种

需要空间

天线空间：11.5mm*7.5mm

板厚：1.2mm

测试条件

相对前两种天线，这种倒F天线需要背面的地突出一块(另外两种天线背面的地与正面是一致的)，连接短路枝节的过孔。具体差别见第五部分铺地。

增益：1.6db

带宽：170MHz

方向图

天线放置：

匹配网络

从射频引脚到传输线之间，要经过一段匹配网络，这段匹配网络的主体是一个π型滤波网络(C11，L1，C12)和一个隔直电容。

对于大部分设计来说，使用上图中推荐的器件参数，就可以获得良好的射频效果。也要注意，由于PCB生产工艺、材质、布局等差异，每一款线路板都会呈现出与其他线路板不同的参数。

如果想获得最佳的射频效果，需要使用网络分析仪和仿真软件对匹配网络进行调试，这部分内容过于复杂，本文不予说明。

传输线

在匹配网络之间，根据线路板的具体情况，往往需要连接一段传输线，这段传输线需要进行50欧姆的阻抗匹配，这一段传输线的匹配程度对于射频整体效果至关重要。

传输线50欧姆阻抗的调节，主要受到三个参数的影响：

•传输线的宽度

•传输线与地平面(天线所在面)的间距

•传输线与参考地的距离(对于双层板来说，也就是线路板的板厚)

另外，也会受到铜皮厚度(默认使用1oz)、绿油厚度、线路板材质等参数差异的影响，但影响最大的还是上面的三个参数。

可以让PCB厂家针对某一段传输线进行阻抗匹配，也可以自己使用软件进行计算，得出合适的参数，推荐使用Txline或者Polar Si9000。

铺地

使用PCB天线时，线路板需要进行良好的铺地。PCB天线所在层，以及选为参考地的层，要有良好的铺地，尤其是参考面的地。

在铺地上，需要注意的包括：

•在射频走线的下方，不要有其他的走线(对于多层板来说，这个要求不仅限于参考地层)。

•地层要尽量平整、连续，尤其是参考地层的地。

•PCB天线所在层与参考地层要多打过孔，在传输线和匹配网络的周围要连续而紧密地打过孔。

•PCB天线下方一定要严格净空，不可留有任何金属结构。

对于大部分PCB天线来说，天线层和参考地层的铺地形状完全一致，但是上面介绍的第三种天线，由于短路枝节接地的需要，参考层的地平面需要比天线层多出一块，如下面两图所示：

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由玉鹤甘茗转载自桃芯科技公众号，原文标题为:桃芯科技蓝牙芯片板载天线设计指导，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

【经验】解析桃芯科技蓝牙芯片ING918x六大新功能

本文介绍桃芯科技蓝牙芯片ING918x新功能：一、简易频偏测量；二、发射功率校准；三、新增小工具；四、加强兼容性；五、新增软件包；六、新增库函数。

设计经验发布时间 : 2022-09-22

【经验】桃芯科技蓝牙5.1芯片ING918xx的SDK介绍及其hello 世界示例

INGCHIPS（桃芯科技）为客户提供易用的SDK，帮助客户便捷、高效地开发蓝牙产品。该SDK支持目前桃芯的ING918xx系列所有蓝牙5.1芯片。本文将介绍该SDK及其hello 世界的示例。

设计经验发布时间 : 2022-09-18

【经验】桃芯科技ING91881B蓝牙开发板基本操作介绍

桃芯科技支持蓝牙5.0、5.1的ING918X系列芯片，主要用于汽车，电网，医疗，定位，高端消费等泛工业场景。支持蓝牙5.3的ING916系列芯片覆盖消费场景，包括可穿戴，HID，ARVR，智能家居等等。本文介绍ING91881B开发板的一些基本操作。

设计经验发布时间 : 2022-09-17

【视频】桃芯科技BLE+UWB+NFC三合一汽车钥匙，完美解决10厘米安全定位

型号- ING91871B,ING91881B,ING91682C,ING91870C,ING91680C,ING91880C,ING91888A,ING91870CQ

商品及供应商介绍 - 桃芯科技 PPTX 中文下载

桃芯科技低功耗蓝牙（BLE SoC）选型表

桃芯科技提供低功耗蓝牙芯片（BLE SoC），车规级低功耗蓝牙芯片/工规级低功耗蓝牙芯片/消费级低功耗蓝牙芯片；通讯方式：BLE+2.4G；RAM：128KB,80KB；Flash：512KB

4.0mm*4.0mm*0.75mm,pitch=0.40mm

IO MUX: Uart/I2C/SPI/PWM/GPIO

选型表 - 桃芯科技立即选型

针对不同的问题需要抓取不同类型的 log： 1）死机（出现 HARD_FAULT、ASSERTION、HEAP_OOM 等事件）：此时需要抓取存储转储（Memory Dump）及各寄存器的值。Memory Dump 有两种方法：一通过调试器抓取，具体步骤可参阅用户手册。对于启用了省电模式的场景，建议在出现问题之后，再挂接调试器抓取 log。某些 IDE 在挂接调试器进入调试模式时，总是会复位芯片，所以推荐使用 J-Link Commander。二使用代码导出 trace.c 模块里提供了 trace_full_dump 函数。将这个函数放到 HARD_FAULT、ASSERTION、HEAP_OOM 等事件的回调里，就能实现自动转储。UART GATT Console 示例演示了这个函数的用法，通过串口输入 assert 可主动触发 ASSERTION 并自动转储。 2）蓝牙协议层面的问题：此时需要可以抓取芯片内部的 Trace 以及（或者）空口 log。芯片 Trace：工程向导在新建工程会自动添加芯片 Trace 的相关代码。当使用芯片 Trace 功能时，需要禁止系统进入深睡眠模式。空口 log：使用 Ellisys Bluetooth Tracker、 Sodera Series of Bluetooth Protocol Analyzers 等蓝牙空口抓包工具。

技术问答发布时间 : 2024-05-28

桃芯科技（INGCHIPS）成立于2017年，是一家技术领先的无线通信芯片厂商，专注于全自主协议芯片研发设计，参与构建国产物联网通信芯片生态系统，致力于实现智慧万物的互联世界，其低功耗蓝牙SOC目前已广泛应用在室内定位，汽车，电网，中高端消费等行业。

低功耗蓝牙5.0 SOC 低功耗蓝牙5.1 SOC 低功耗蓝牙5.3 SOC 低功耗蓝牙模块

授权代理商 - 世强先进（深圳）科技股份有限公司线上商城技术资料

展开

桃芯科技（INGCHIPS）BLE芯片选型表

描述- 桃芯科技是一家致力于高端物联网芯片国产化的芯片设计公司。现阶段主要研发基于自主蓝牙协议栈的低功耗BLE5.0、5.1、5.3 SoC芯片。同时，可提供基于自研BLE芯片的完整参考设计方案。支持蓝牙5.0、5.1的ING918X系列芯片，主要应用于汽车，电网，医疗，定位，高端消费等泛工业场景。支持蓝牙5.3的ING916系列芯片覆盖更多消费场景，包括可穿戴，Mesh，ESL，HID，AR，VR，智能家居等等。

型号- ING91871B,ING91881B,ING91682C,ING91870C,ING91680C,ING91880C,ING91888A,ING91870CQ

选型指南 - 桃芯科技 - 2023/3/9 PDF 中文下载

如何进行空中升级

这里是空中固件升级（FOTA）的快速演示。 1）服务端：为蓝牙设备加入升级服务， ingWizard 可以在新建项目时自动添加 INGCHIPS FOTA 服务。也可以自行设计 FOTA 服务。 2）客户端：对于 INGCHIPS FOTA 服务，提供以下使用不同语言开发的升级程序、工具：桌面系统（Windows/MacOS/Linux）： Web FOTA (JavaScript) 、自行编译或下载 ING BLE (C#, Windows) 。 Android： Web FOTA (JavaScript)、 ING BLE (C#)、FOTA (Java/Kotlin)、微信小程序 ING BLE、 iOS：ING BLE (JavaScript)、微信小程序 ING BLE、 ING918 芯片：参考 SDK 附带的 Central FOTA 示例 (C/Zig)。

技术问答发布时间 : 2024-05-28

【应用】桃芯科技ING918X低功耗蓝牙SOC帮助客户实现智能烧烤探针实时温度上报需求，工温高达125℃

智能烧烤领域对BLE SOC的要求在于高温环境中的稳定性、低功耗等特性。桃芯科技ING918x系列芯片作为工规/车规级BLE SOC ，稳定工作温度高达125℃，并拥有优秀的功耗表现，完全可以cover客户应用。支持BLE5.0＆BLE5.1全特性自研协议栈，集成了32位RISC MCU，16KB ROM,128KB RAM,512KB嵌入式eFlash和丰富的外设资源。

应用方案发布时间 : 2023-09-08