天線性能直接影響通信質量，合理設計其結構布局可顯著提升信號覆蓋與傳輸效率。本文聚焦三種常見天線布局要點，解析如何通過形態、間距及方向性調整，實現最優信號收發效果。應工程師朋友相邀，下面特別分享Air8101天線設計相關內容。
 

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一、天線區域說明  
 

Air8101工業引擎屏蔽蓋上方有一個寬18mm、高6mm的區域，即下圖紅框范圍內的區域，該區域就是工業引擎Wi-Fi板載天線的區域。

需要特別注意：Wi-Fi板載天線的主體是黃色高亮的覆銅走線，這個區域的PCB所有層均做凈空不覆銅處理。

二、板載天線性能測試

使用Keysight E5071C矢量網絡分析儀，基于Air8101開發板對Air8101工業引擎板載天線無源數據進行測試。

如下圖示：

測試結果：

Air8101工業引擎在開發板上測試SWR（電壓駐波比）小于1.6，匹配性能良好‌，完全可以滿足日常使用。

三、大板布局要點 
 

需要特別注意，為保證良好的天線性能，Air8101在大板布局設計上也要保證天線附近區域的凈空。

常見布局有以下三種：

3.1 天線在板外

Air8101工業引擎18mm*6mm的天線區域全部放在大板PCB板框外；這種情況下，在打板上不需要做任何凈空處理，設計最簡單。

3.2 天線在大板邊緣位置

位置1：放在大板拐角，但Air8101工業引擎天線距板邊還有2mm 空間，凈空區要求（6+2）mm*36mm；

位置2：放在大板中間部位，但Air8101工業引擎天線外延距板邊還有2mm 空間，凈空區要求（6+2）mm*54mm；

位置3：放在大板中間部位，但Air8101工業引擎天線外沿和板邊一致，凈空區要求 6mm*54mm； 

位置4：放在大板拐角，但Air8101工業引擎天線外沿和板邊一致，凈空區要求 6mm*36mm。 

從位置1、2描述可以看出：

如果Air8101的布局必須要往板內縮一些，那縮進去的部分也需要將PCB所有層全部做凈空，不走線、不放置器件、不覆銅處理。

3.3 天線在板外

如果Air8101工業引擎必須放置在大板內部，則沒法保證天線性能；請選擇Air8101A工業引擎通過1代IPEX座搭配FPC或者外置天線使用。

四、其他注意事項
 

要保證天線性能，還有以下一些需要注意的地方：

1）同頻段天線間距需≥1/4波長（如2.4GHz對應約 31mm），以增強天線之間的隔離度。

例如：4G網絡中的B40頻段和Air8101的2.4G頻段存在重疊。

以下表格列舉了Air8101的幾種Wi-Fi天線和4G天線組合使用時的注意事項：

2）天線需要遠離功率器件、高頻器件、數字信號線等容易干擾天線的器件，如功放、DCDC、CPU等；

3）如果外殼有大量金屬材質，并且離天線比較近，需要找天線廠進一步評估；

4）內部如果有排線（例如：喇叭和MIC的音頻線），電源線等，請避開模組天線區域，并對線組進行固定；

5）Air8101所有的GND PAD均要求良好的接地處理，就近打地孔接入主地；

6）板載天線凈空區域內不走線，不放置器件，不覆銅。

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