很多客户找到我们做可穿戴手环、TWS耳机仓、还有车载OBD或者行车记录仪,结构画到天线这里就犯难。板子小,外壳也紧凑,常规的PCB硬板天线或者外置胶棒根本没位置放。这时候就两条路,要么上FPC软板天线,要么贴陶瓷天线。选哪个,先低头看结构图,别急着看参数表。
FPC软板天线的优势就一个字,薄。0.15毫米左右的厚度,能弯能折,背胶一贴,塞进弧形壳壁或者电池旁边都行。我们厂给一款智能手环做过的蓝牙GPS二合一天线,就是贴在表带连接处那个弧面上,不占主板空间。成本方面,FPC打样不贵,几百块能起样,但批量要算上背胶、PI膜、铜箔这些料钱,单价按面积走,小尺寸的比陶瓷便宜。不过FPC有个毛病,对周围环境特别敏感。你弯折的角度、贴的位置稍微变一点,谐振频率就偏了。所以FPC天线打样回来,一定要装进真实外壳里测驻波和效率,裸测的数据参考意义不大。
陶瓷天线的块头比FPC大,厚度通常4毫米起跳,小的也有3.2乘1.6乘1.5的规格,再小增益就掉得厉害。它胜在稳。陶瓷本身介电常数高,能把天线体积做小,同时不容易被底下金属或者电池干扰。车载OBD设备里面空间相对宽松点,但金属件多,我们用陶瓷蓝牙GPS天线多一些。贴片焊在主板上或者用引脚焊在排线上,一致性比FPC好,批量组装不容易出偏差。缺点是贵,一颗陶瓷天线批发也得几毛到两块多,看尺寸和频率。打样周期也长点,因为陶瓷开模或者选现有规格需要匹配线路,不像FPC画个板过几天就出。
有个做TWS耳机仓的客户,刚开始选了陶瓷天线,结果结构改版,仓壳薄了1.2毫米,陶瓷塞不进去,又回头改FPC。重新打样花了五天,产线等着。所以建议设计阶段就把天线空间留足,别等结构定死了才想天线怎么放。我们厂一般建议客户出结构图的时候,把天线区域的净空要求讲清楚,别周围围一圈地或者金属镀层。FPC天线离电池至少3毫米,离金属螺丝柱5毫米以上,否则信号不是差,是直接没。
打样阶段还有两三件事值得注意。第一,线长要留余量。FPC软板出线到主板焊盘,线长最好多留5到10毫米,方便装配时弯折,有些客户第一次画图卡得刚刚好,实际组装稍微错位就断了。第二,陶瓷天线如果选引脚焊接型,焊盘间距和焊盘大小一定让我们这边确认过再开钢网。我们见过客户按规格书画板子,回来焊上偏位,虚焊导致功率上不去。第三,打样数量别太少。天线这种东西,测一两个不说明问题,建议至少给10到20片,装进不同批次的外壳里挑最差的测。
外贸单方面我们也常遇到欧洲客户问能不能提供天线效率测试报告。说实话,小批量的定制天线,很多厂不测远场,只测驻波和回波损耗。但有些车厂或者品牌商要求高,我们会送第三方测3D效率和方向图,费用得客户承担,几百到一两千不等,看频段和需要什么格式的报告。如果只是做礼品单或者国内电商款,驻波比小于2、回波损耗负10以下基本能用,别听外面吹什么效率80%以上,小尺寸天线尤其在手腕上,效率过了40%就算不错。
回到开头那个问题,可穿戴和车载设备结构空间小,怎么选?简单说,贴着壳壁走、需要弯折、板子没地方放,选FPC。位置稍微宽裕、旁边有金属、想省事一致性好,选陶瓷。拿不准就画个简图或者拍几张结构照片,发给我们看看,天线这行的经验有时比画图软件靠谱。我们厂做无线天线配套十几年,FPC和陶瓷天线的打样都能做,外贸客户也能配合出测试报告,关键是把坑和取舍讲在前面。