無線連接對于當今各種電子設備都變得越來越重要。電子產品對無線通信組件的需求因此明顯增加，其中包括天線。PIFA是一種特殊的單極天線，起源于倒F天線（圖1）。倒F天線是與PCB平行的一個單極天線，用短路臂與PCB板連接。PIFA從這種天線演變而來，用一塊頂板代替了單根天線，見圖2。

圖1

圖2

PIFA像貼片天線一樣，是窄頻帶天線。區別在于，PIFA可以利用不同的方法來擴展帶寬，比如在板上開槽和利用寄生元件。通過這些方法還可以改變頂板大小，從而打造出更小的天線。改變PIFA 大小的另一個方法是使用所謂的電容性負載。通過在天線的遠端添加小電容，可以達到更低的頻率。這么做雖然會使輻射能力變差，但對于特定應用場景來說，可用來實現尺寸大小與性能之間的最佳平衡。

使用PIFA的最大優勢之一是只需占用很小的電路板空間。由于天線的位置在PCB板上方，且平行于PCB板，所需的空間就只是安裝引腳占用的地方。不需要對地或其他金屬的凈空區，這意味著可以將元器件安裝在天線的下方，而且PCB兩面都可以安裝，見圖3。

圖3

短路臂的作用是充當天線的阻抗匹配。由于單極天線本來就是電容性的，利用增加的電感，可將天線匹配到所需的阻抗（通常為 50Ω），這就是短路臂的真正用途。這意味著阻抗匹配所需的無源器件更少，在此類元件中產生的寄生損失更小，輻射效率更高。

圖4

PIFA具有支持中到高帶寬（取決于具體應用）、全向輻射和混合極化方式的特點(見上圖）。通過短路臂，工作中的PIFA可以與PCB的地平面建立強連接，再加上相當高的帶寬，使得這種天線面對周圍環境變化表現十分穩健。比如靠近金屬時，其他類型的天線可能出現頻率飄移和輻射能力降低的現象，而PIFA會保持高效地發射信號。

對于天線而言，有非常多不同的應用場景：靜止或移動的設備，不同的通信協議和通信頻率等。根據設備可能面對的情況，天線技術的選擇對于實現穩定的無線連接顯得十分重要。因此，在任何無線系統中，天線都是最重要的組件之一。某些天線類型（比如陶瓷貼片天線）通常只勝任輻射方向已知且固定不變的設備，比如靜態壁掛式設備。PIFA 作為一種提供混合極化方向的全向性天線，經實踐證明不僅適用于靜態應用，也特別適合經常移動位置、使用環境不斷變化的設備，比如可穿戴設備和移動設備。無論周圍環境如何，這種類型的天線表現都非常穩定，進一步增加了在這些場景下使用該類天線的優勢。

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審核編輯黃昊宇