蓝牙是一种支撑设备短间隔通讯(一般是10 m之内)的无线电技能，能在包含移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑等很多设备之间进行无线信息交流，作业频段是工业、科研、医疗(2.4～2.483 GHz)全球通讯自在频段，现在现已广泛使用在移动通讯设备中。天线是蓝牙无线体系中用来传送电磁波的重要器材，现在尚无法整合到半导体芯片中。在蓝牙产品中，蓝牙天线的尺度和功用决议了整个蓝牙模块的尺度和功用。跟着移动通讯的开展，个人移动设备趋于小型化和轻浮化，为了习惯这一开展，蓝牙天线的尺度有了严厉的要求。单极子天线尺度过大，不习惯于移动通讯设备中。传统的PIFA天线尽管将尺度减小了一半，但相对快速小型化的移动通讯产品而言仍是尺度过大。本文依据传统印制倒F型天线的作业原理，规划了一种折叠PIFA天线，尺度只要16 mm×4.5 mm，规划简略、制造成本低、作业效率高，适用于蓝牙体系。
1 传统印制倒F型天线的剖析
印制倒F型天线是上世纪末开展起来的一种天线，现在其理论剖析都趋于老练，其使用规模也日趋广泛。他具有结构简略、重量轻、可共形、制造成本低、辐射效率高、简单完结多频段作业等共同长处，因而近几年印制倒F型天线得到了广泛的研讨和开展。
印制倒F型天线的结构如图1所示，由长为L的终端开路传输线与长为S的终端短路传输线并联而成，当传输线导体线宽d《H，传输线的特性阻抗Z0能够标明为：
由长线理论可知终端短路和终端开路传输线的输入电抗别离为：
当疏忽损耗时，天线的输入电阻即等于其辐射电阻，由文献给出的倒F型天线的辐射电阻可得天线电阻为：
当天线水平部分的长度L=λ/4时，由式可知，天线的输入电抗为0，天线处于谐振状况，即：
此刻天线的输入电阻RPIFA为纯电阻，与间隔S无关，只与天线高度H有关，并随天线高度H的添加而添加。
作为天线的谐振部分，天线水平部分长度L对天线输入阻抗的影响最为直接，当其添加时，天线的输入电阻减小，天线呈理性，反之亦然。经过调整L，可使天线的输入阻抗呈纯阻性，然后再调理天线高度H以使天线的输入电阻挨近50 Ω，即不需任何额定的电路即可完结阻抗匹配。
2 改进的印制倒F型蓝牙天线
传统印制倒F型天线尽管功用很高，可是其体积与作业频率根本成正比，所以在日益小型化、超薄化的手机终端中仍是显的尺度过大。
本文以一款支撑蓝牙功用的GSM手机为例，经过ANSOFT公司的HFSS 10.0进行仿真，规划一款体积小、功用好的蓝牙天线。手机主板尺度为103 mm×41.5 mm，由于手机结构造型的要求，蓝牙芯片坐落主板的右下方，然后约束了天线也只能坐落手机的右下角。由于板子巨细十分有限，留给蓝牙天线的尺度只要16 mm×5 mm，所以很难选用传统PIFA天线。考虑到现在单极子天线遍及选用弯曲方式来削减其物理尺度，所以可将这种方式使用于传统印制倒F型天线，如图2所示。
其间：d=0.5 mm，H=4 mm，S=2.3 mm，M=2 mm，N=3 mm，L=5 mm，h=1 mm。手机主板选用FR-4的资料，相对介电常数为4.2，天线馈点选用50 Ω微带线。考虑到手机外壳对天线作业频率的影响，咱们在仿真的时分将天线的作业频率进步，挑选在2.5 GHz。
3 试验测验
依照上述软件仿真的结构及尺度制造天线，如图5所示。为便利丈量，将一特性阻抗为50 Ω的同轴电缆的内导体焊接在与天线馈电点相连的50 Ω微带线上，外导体就近接在手机主板的地上，在同轴电缆的另一端焊SMA接头并连到矢量网络剖析仪MS4622B。测验成果如图6所示，回损10 dB带宽约为120 MHz，可彻底掩盖蓝牙所作业的ISM频段：2.400～2.483 GHz。
为评价该天线在室内环境中的作业功用，本文做如下试验：别离选用经过验证的某厂家介质谐振天线和本文的PIFA天线经过蓝牙测验仪测验传输数据的误包率。试验标明，二者功用适当。而在实践使用傍边，选用该PIFA天线的GSM手机与NOKIA蓝牙耳机HS-11W通话间隔能够到达15 m以上，契合一般终端测验标准要求。
4 结语
经过上述剖析及测验成果可知，改进后的PIFA天线功用契合厂家要求。一起该天线规划简练、灵敏，可先依据电路板实践尺度巨细选定L和H后，再确认S的巨细。该计划成本低、效率高、结构紧凑、馈电便利，彻底适于蓝牙使用环境。
