設(shè)計和優(yōu)化天線并非易事。如果要設(shè)計工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線，可以使用參考設(shè)計作為起點。

問題是，如果將其應(yīng)用到最終產(chǎn)品設(shè)計，能通過改變什么參數(shù)來優(yōu)化設(shè)計呢？

人們可能認為，對經(jīng)驗豐富的設(shè)計師來說，設(shè)計和優(yōu)化天線可能會很容易。畢竟，他們已是專家，并在工作過程中，目睹過或親自經(jīng)歷過不少失敗，并吸取過不少經(jīng)驗教訓(xùn)。然而，技術(shù)標準一直在快速升級，年輕的設(shè)計師根本沒有犯錯的經(jīng)驗，而且還要求他們在更短的時間內(nèi)設(shè)計產(chǎn)品上市，并保證設(shè)計“一次成功”，這如何實現(xiàn)呢？解決方案是利用EDA軟件！因為在一定程度上，電子設(shè)計是可以利用軟件自動實現(xiàn)的。

本文討論一款工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的藍牙天線設(shè)計，設(shè)計目標是將藍牙天線集成到無顯示器的產(chǎn)品中，并利用智能手機上的應(yīng)用程序來實現(xiàn)對設(shè)備的各種配置。實際上這也是一項常用設(shè)計，設(shè)計概念同樣適用于其他各類不同產(chǎn)品。

通過網(wǎng)上搜索，找到了Cypress半導(dǎo)體的一款藍牙天線參考設(shè)計。不過其說明書中已注明，該設(shè)計僅供參考，并不能用作實際產(chǎn)品模塊設(shè)計。因為它只是為實驗室工作而設(shè)計的，目的是為軟件工程師搭建開發(fā)平臺，使他們在PCB設(shè)計出來之前，就能夠同步進行軟件開發(fā)。

由于原理圖、BOM和PCB布局等設(shè)計數(shù)據(jù)，均以Cadence?Allegro格式提供，因此可將其作為優(yōu)化的起點。不過該參考設(shè)計在實驗室中用的是大連接器。

故該設(shè)計有兩個目標，分別是天線小型化和天線性能優(yōu)化。當利用剛?cè)酨CB來替代大連接器時，可以實現(xiàn)天線結(jié)構(gòu)的小型化。但這會對天線性能產(chǎn)生什么影響呢？對此進行了一系列“假設(shè)”分析，以了解這些變化的影響，并提出實現(xiàn)這兩個目標的正確策略。

微波設(shè)計數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和設(shè)置非常簡單。端口是以自動方式設(shè)置的，設(shè)計師必須輸入一些用于網(wǎng)表的參數(shù)。另外，還輸入了所選PCB的實際材料值，包括合適的厚度和介電常數(shù)值(FR-4：標準Isola?370HR，ε_r=4,0)。

在初次分析中，重點研究了折式倒置型F天線的長度、以及芯片和天線之間的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)2.45GHz設(shè)計頻率上的天線回波損耗，通過各種天線長度的組合掃頻分析，得出了天線最佳長度。