蓝牙天线的选用
对手持式蓝牙装置的使用者来说,能够不用考虑使用位置或使用方向的问题而都能够顺利的利用蓝牙来做短距离的传输才是使用蓝牙的较终目的之一,而适当的蓝牙天线设计将会有助于达到这样的传输品质。
在辐射场型方面,手持式蓝牙产品的天线应该是全向性的而可以与来自四面八方的其它蓝牙产品互相联系;在天线增益方面,由于蓝牙使用的ISM频段其操作波长短,对于传输介质或传输路径中的障碍物或导体所造成的能量损耗相对提高。故虽然蓝牙产品*为短距离传输装置,但仍应考量在室内环境中使用会有家具、房间墙壁甚至人体等的电磁波障碍物存在,所以蓝牙天线的增益也不能够太小;同样地,在AP装置上的蓝牙天线由于需要涵盖较大的区域,所以其天线增益势必要比手持式产品高出许多。
另外在辐射场型方面也必须考虑到AP的装设位置与欲涵盖的范围来决定设计合适的指向性天线。除了以上所探讨的设计需求外,对于各种不同的蓝牙产品而言,蓝牙天线还是得要符合低成本的首要条件。再从产品应用的角度来看,由于天线对于周边接地金属面(GroundPlane)十分敏感,像是电路板上的接地面或是电路板上防止静电用的屏蔽金属片都会严重影响到天线的辐射特性。
以笔记型计算机为例,目前装置蓝牙模块的方式有两种:以PCMCIA卡外接方式而言,由于笔记型计算机内的主机板上覆盖有屏蔽金属壳以及接地金属面,故PCMCIA卡的末端必须**笔记型计算机之外,而蓝牙天线则以内建隐藏的方式设计在内部电路板上或以转接头外接天线的方式如图7所示)固定在PCMCIA卡上;另外,蓝牙天线在笔记型计算机上也将因为摆放的位置不同而有特性上的差异。一般来说,将蓝牙天线置放于LCD屏幕周围的操作频宽与天线增益会比安装在键盘周围来得大。
蓝牙天线的参数
1)天线输入阻抗(Input Impedance
天线的输入阻抗是以收发机和天线间的接囗往天线端看入所得到的阻抗值。为了让天线和收发机电路间达到阻抗匹配(ImpedanceMatching)以降低因不匹配现象所造成的反射损失(Returnloss),故天线的输入阻抗必须和收发机电路的输出阻抗互相匹配,如此来才不至于使得大部份能量在天线和收发机之间就损耗掉。以一般的天线设计来说,通常输入阻抗是无法做大范围的改变。较普遍的设计方式是将天线的输入阻抗设计在一般电路中所常使用的50奥姆,如此便可以和收发机电路的输岀阻抗达到50奥姆匹配。但是在特殊的收发机电路设计中,输出阻抗不一定会是50奥姆,此时便需在收发机电路和天线输入端之间设计一个外加的阻抗匹配网络来将天线的输入阻抗值转换到收发机的输出阻抗值。
2)操作频率(OperatingFrequency)和频宽(Bandwidth,BW)
天线的操作频率需涵盖整个系统所叮能使用到的频带,而整个工作频带范围内的较高操作频率fυ和较低操作频率fL间的差值即为天线的操作频宽。通常,天线的频宽大小都以百分比来表示:BW=(fUfL)/fC×**]
3)辐射场型(RadiationPattern)
辐射场型是用来描述由天线所辐射出的能量和空间中任意位置的相互关系,由辐射场型图可以得知由天线所辐射出来的电磁波在空间中每一个位置的相对强度或绝,对强度。以较常见的偶较天线(DipoleAntenna)为例,图2为偶较天线在远场(Far-field)量测系统中的坐标参数示意图,其辐射场型图是以图3之水平面(Azimuth)及垂直面(Elevation)两个正交平面的二维场型图来表示。简单来说,所谓水平面的辐射场型图即为由z轴上往偶较天线看下去所得到的电磁波强度在ⅹ-y平面上的分布图;而垂直面的辐射场型图则为由天线的侧面(即xy平面上)往偶较天线看进去所得到的电磁波强度在x-z或y-z平面上的分布图。以偶较天线的水平面场型来看,电磁波强度在任意方向上都相等,这就是所谓的全向性(omni-directiona〕辐射场型;但在垂直面场型中,电磁波强度则是在θ等于90度的方向上有较大值,是属于具有方冋性(Directiona)的辐射场型。故由天线的辐射场型可以决
定天线的摆放位置以及得知天线的较佳发射和接收方向等辐射特性。