無線(xiàn)連接對于當今各種電(diàn)子設備都變得越來越重要。電(diàn)子産(chǎn)品對無線(xiàn)通信組件的需求因此明顯增加，其中(zhōng)包括天線(xiàn)。

本技(jì )術說明書提供一種名(míng)為(wèi)平面倒F天線(xiàn)（通常縮寫為(wèi)PIFA）的常用(yòng)天線(xiàn)類型的信息，側重介紹PIFA在各種應用(yòng)中(zhōng)的優缺點。

I. PIFA技(jì )術

PIFA是一種特殊的單極天線(xiàn)，起源于倒F天線(xiàn)（圖1）。倒F天線(xiàn)是與PCB平行的一個單極天線(xiàn)，用(yòng)短路臂與PCB闆連接。PIFA從這種天線(xiàn)演變而來，用(yòng)一塊頂闆代替了單根天線(xiàn)，見圖2。

PIFA像貼片天線(xiàn)一樣，是窄頻帶天線(xiàn)。區(qū)别在于，PIFA可(kě)以利用(yòng)不同的方法來擴展帶寬，比如在闆上開槽和利用(yòng)寄生元件。通過這些方法還可(kě)以改變頂闆大小(xiǎo)，從而打造出更小(xiǎo)的天線(xiàn)。改變PIFA 大小(xiǎo)的另一個方法是使用(yòng)所謂的電(diàn)容性負載。通過在天線(xiàn)的遠(yuǎn)端添加小(xiǎo)電(diàn)容，可(kě)以達到更低的頻率。這麽做雖然會使輻射能(néng)力變差，但對于特定應用(yòng)場景來說，可(kě)用(yòng)來實現尺寸大小(xiǎo)與性能(néng)之間的最佳平衡。

使用(yòng)PIFA的最大優勢之一是隻需占用(yòng)很(hěn)小(xiǎo)的電(diàn)路闆空間。由于天線(xiàn)的位置在PCB闆上方，且平行于PCB闆，所需的空間就隻是安(ān)裝(zhuāng)引腳占用(yòng)的地方。不需要對地或其他(tā)金屬的淨空區(qū)，這意味着可(kě)以将元器件安(ān)裝(zhuāng)在天線(xiàn)的下方，而且PCB兩面都可(kě)以安(ān)裝(zhuāng)，見圖 3。

圖 3 下方帶有(yǒu)射頻模塊和其他(tā)組件的 PIFA

上文(wén)提到的短路臂的作(zuò)用(yòng)是充當天線(xiàn)的阻抗匹配。由于單極天線(xiàn)本來就是電(diàn)容性的，利用(yòng)增加的電(diàn)感，可(kě)将天線(xiàn)匹配到所需的阻抗（通常為(wèi) 50Ω），這就是短路臂的真正用(yòng)途。這意味着阻抗匹配所需的無源器件更少，在此類元件中(zhōng)産(chǎn)生的寄生損失更小(xiǎo)，輻射效率更高。

PIFA具(jù)有(yǒu)支持中(zhōng)到高帶寬（取決于具(jù)體(tǐ)應用(yòng)）、全向輻射和混合極化方式的特點，參見圖 4。通過短路臂，工(gōng)作(zuò)中(zhōng)的PIFA可(kě)以與PCB的地平面建立強連接，再加上相當高的帶寬，使得這種天線(xiàn)面對周圍環境變化表現十分(fēn)穩健。比如靠近金屬時，其他(tā)類型的天線(xiàn)可(kě)能(néng)出現頻率飄移和輻射能(néng)力降低的現象，而PIFA會保持高效地發射信号。

對于天線(xiàn)而言，有(yǒu)非常多(duō)不同的應用(yòng)場景：靜止或移動的設備，不同的通信協議和通信頻率等。根據設備可(kě)能(néng)面對的情況，天線(xiàn)技(jì )術的選擇對于實現穩定的無線(xiàn)連接顯得十分(fēn)重要。因此，在任何無線(xiàn)系統中(zhōng)，天線(xiàn)都是最重要的組件之一。

某些天線(xiàn)類型（比如陶瓷貼片天線(xiàn)）通常隻勝任輻射方向已知且固定不變的設備，比如靜态壁挂式設備。PIFA 作(zuò)為(wèi)一種提供混合極化方向的全向性天線(xiàn)，經實踐證明不僅适用(yòng)于靜态應用(yòng)，也特别适合經常移動位置、使用(yòng)環境不斷變化的設備，比如可(kě)穿戴設備和移動設備。

無論周圍環境如何，這種類型的天線(xiàn)表現都非常穩定，進一步增加了在這些場景下使用(yòng)該類天線(xiàn)的優勢。

技(jì )術資料來源：Abracon, LLC