天線是確保低延遲、良好接收以提供高精度定位和可靠通信的關鍵組件之一。

陶瓷天線是一種小型化天線，天線材質采用了陶瓷外殼，具有抗干擾、防雷擊和防水防塵的能力，其讀取距離可以達到2米。

因為它的讀取距離比較近，所以也被稱為近距離天線，頻率范圍一般在902MHz到928MHz之間，是一款非常適用于藍牙裝置使用的天線。

陶瓷天線內部結構

陶瓷天線的四個重要參數

●增益（Gain）

增益是陶瓷天線的主要指標之一，是陶瓷天線輻射或接收電波大小的表現。增益大小的選擇取決于系統設計對電波覆蓋區域的要求。

簡單來說，在同樣的條件下，增益越高，無線電波傳播距離越遠。

●駐波（VSWR）

根據測試饋線傳輸效率的依據來看，電壓駐波比小于1.5，在工作頻點電壓駐波比小于1.2，電壓駐波比過大，將會縮短通信距離，反射功率會回到發射機的功放，容易燒壞功放管，影響通信系統的正常運行。

●工作帶寬

陶瓷天線的電參數一般與工作頻率有關，電參數允許的頻率變化范圍是陶瓷天線的工作頻帶寬度。

一般全向陶瓷天線的工作帶寬可以達到工作頻率范圍的3-5%，定向工作帶寬可以達到工作頻率范圍的5-10%。

●方向性

陶瓷天線在空間不同方向具有不同的輻射或接收能力，這就是陶瓷天線的方向性。

陶瓷天線的應用

陶瓷天線是一種適合于藍牙裝置使用的小型化天線，主要分為塊狀陶瓷天線和多層陶瓷天線。

塊狀陶瓷天線是使用高溫將整塊陶瓷體一次燒結完成后再將天線的金屬部分印在陶瓷塊的表面上。

陶瓷天線應用局部

而多層陶瓷天線燒制采用低溫共燒的方式，將多層陶瓷迭壓對位后再高溫燒結，所以天線的金屬導體可以根據設計需要印在每一層陶瓷介質層上，如此一來可以有效縮小天線尺寸，并能達到隱藏天線目的。由于陶瓷本身介電常數比pcb電路板的要高，所以使用陶瓷天線能有效縮小天線尺寸。

●5G陣列天線

隨著5G通信頻率的升高，天線和射頻模組尺寸會更小、集成度更高。當工作頻率≥30GHz時，天線尺寸將減小至毫米級甚至更小的級別，此時天線的設計方案將由現有的單體天線改為陣列天線，LTCC有望成為5G天線的核心集成技術。

●超寬帶LTCC天線

LTCC的多層貼片結構能夠有效拓寬天線的帶寬，用以制備相對帶寬≥20%的超寬帶天線。同時，LTCC還能夠將接收芯片和超寬帶天線集成于LTCC模塊中，為超大規模集成電路用超寬帶收發裝置的研制提供單模塊設計及制作方案。

●Wifi/Bluetooth天線

Wifi和藍牙設備通信距離短，收發功率小，對天線的功率和收發特性要求不高，但對天線占PCB的面積和成本有較高的要求，LTCC技術有望廣泛用于Wifi/Bluetooth天線。

●GPS天線

GPS陶瓷天線分為塊狀陶瓷天線和多層陶瓷天線，LTCC天線屬于多層陶瓷天線。移動通信設備的發展，使得GPS天線向小型化、多頻段和抗干擾的方向發展。利用陶瓷材料的高介電常數和高Q值，能夠有效減少天線的體積；結合LTCC多層結構的特點，能在尺寸縮小的同時，保持天線帶寬和增益不受影響，實現多頻GPS天線的設計和制作。

●多頻段LTCC天線

LTCC天線可通過多種技術手段實現天線的多頻化，除了在單天線結構中加載可調容感以及加載不同長度枝節的方法之外，常采用多天線結構來設計LTCC多頻天線。曲折型天線可通過多層疊層形式，每層天線實現一個諧振頻率；螺旋天線可通過不同長度的螺旋線相互纏繞實現多螺旋結構；貼片天線可在不同層之間，采用多個諧振貼片結構，構成多頻點諧振。借由LTCC天線結構的這一特征，可設計、制造雙頻/多頻GPS和Wifi天線。

●RFID天線

LTCC高介電常數、低損耗、性能穩定和易于實現混合集成等特性，可滿足RFID微型片式天線的微型化和高增益要求，并具有全向性好、阻抗匹配、讀取距離遠等優點，使RFID的應用前景更廣闊。

●NFC天線

NFC天線用鐵氧體膜片通常采用LTCC技術制備，將多層流延制得的鐵氧體生帶疊成具有一定厚度的鐵氧體膜片。而近年來興起的貼片式NFC天線，可利用LTCC技術進行層間線圈繞制和多層結構設計，充分利用鐵氧體芯片的空間，有效減小天線尺寸。

●集成化封裝天線

封裝天線技術是過去20年來為適應系統級無線芯片出現而發展起來的集成天線解決方案，它將天線與射頻收發系統集成為一體，構成一個標準的表面貼裝器件。LTCC是目前封裝天線的主流技術方案，可將天線集成于天線-芯片系統中，使整個系統獲得更高的集成度，并提高系統的性能，比如提高增益和展寬帶寬。

小 結

近年來，消費類電子產品需求持續增長，無線產品的技術與市場得到進一步提升。對此，作為一款最適合用于藍牙裝置使用的天線，陶瓷天線與藍牙模塊的關系是相輔相成的，是無線產品中不可替代的關鍵器件，陶瓷天線在無線產品中的應用也得到進一步發展與完善。

審核編輯：劉清