客户拿一个智能手表项目过来,结构堆叠图打开一看,天线预留位置就8乘5毫米,旁边还贴着电池和金属中框,问我蓝牙GPS天线能不能做。能做,但选FPC软板还是陶瓷,一开始就要定对。不然打样回来信号差,结构又没空间调,整个项目卡住。

先说FPC软板天线。它薄,0.1到0.15毫米厚,能弯,能贴在壳子内壁或者支架上,结构工程师喜欢用它,因为不占高度。蓝牙GPS天线做到2.4G和1.575G双频,用FPC走线型天线,面积大一点可以做到8乘10毫米,小一点也能压到6乘8毫米,但增益和带宽会牺牲。我们厂打FPC天线样板,基材用聚酰亚胺,线宽线距最小0.15毫米,样品周期5到7个工作日,加急3天也能赶。问题出在哪?很多客户把FPC天线贴在电池旁边或者拐角位置,净空区不够,回波损耗调不下来,驻波1.8以上,GPS搜星慢。FPC软板天线对净空要求比陶瓷高,馈点周围至少留2到3毫米空白,底下不能有铺地和电池。

陶瓷天线就反过来。它体积小,常见5乘2乘1.2毫米或者3.2乘1.6乘0.8毫米,自带介质,抗干扰比FPC强,对净空没那么敏感。车载OBD模块、车队管理终端、钥匙扣追踪器用得最多。陶瓷天线贴在主板边上,周围有点金属件也能工作,但方向性比FPC强,安装角度有讲究。我们给一个车载客户做GPS陶瓷天线,贴片方向偏差10度,信号强度掉3个dB以上。还有一点,陶瓷天线焊盘和周围地平面要留出推荐距离,不然中心频点偏,1.575G跑到1.58G,用网分测不出来会误判。

怎么选?空间特别扁、不到2毫米高度,壳子里没地方掏槽,优先FPC软板。空间有3毫米以上高度,周围金属多、振动大,选陶瓷更稳。可穿戴设备里手表和手环,表壳金属圈如果开口位置合理,FPC能贴着走;如果金属圈一整圈封闭,信号出不来,陶瓷天线放在表耳或者表带连接处反而更靠谱。车载设备如果装在仪表台内部塑料件后面,FPC软板面积可以做大,增益能到2dBi以上;装在后视镜或者A柱里面靠近车壳金属,陶瓷小尺寸加净空隔离更实用。

打样注意啥?第一,FPC软板天线一定要做背胶型号确认。3M的467和468胶性不一样,贴弧面用467,贴平面用468,别混。我们厂打样时会把背胶离型纸一起寄给客户,试贴后确认位置再做批量。第二,陶瓷天线打样要确认焊盘尺寸和钢网开口,很多客户焊盘画太大,回流焊后天线偏移,高频性能就散。我们建议焊盘跟天线引脚1比0.9,锡膏厚度控制在0.12毫米以内。第三,打样回来后必须上台测无源参数,回波损耗和史密斯圆图一起看,光看驻波不够。我们厂样机台有网络分析仪和微波暗箱,蓝牙GPS天线每个样品都扫频到2.5G,记录回波损耗、效率、增益,数据给客户,有问题当天改版。

外贸单客户特别在意打样周期和认证。可穿戴项目周期短,方案公司那边结构一天一改,天线打样跟着改,拖不起。我们厂FPC软板模具简单,激光切割打样不用开钢模,改刀路当天出图当天切,3天快递发香港或者深圳本地。陶瓷天线打样可能涉及不同介质批次,5到7天正常,加急可以插单。认证方面,蓝牙GPS天线如果客户整机要过CE、FCC,我们会提供天线的S参数和增益测试报告,配合整机测试微调匹配电路。有些外贸客户图便宜买现成通用天线,装上去认证过不了,回头再改结构,损失更大。

说到底,可穿戴和车载结构空间小,天线不是最后随便塞进去的零件。结构立项的时候就把天线厂拉进来,FPC还是陶瓷、馈点朝哪、净空留多少,先定个初版。我们厂做蓝牙GPS天线定制,FPC软板和陶瓷都能打样,改版不额外收工程费,外贸订单可以按客户图纸或来样逆向设计。空间越小,越要早点找懂射频的人看布局,别等壳子开模了再来问天线能不能塞进去。