PCB天线就是指的是印制在PCB电路板上的天线，具有制造简单和成本低等优点，广泛用于Zigbee近距离无线设备中间，而我们实验室之前Zigbee无线模块采用的是直接购买的贴片天线，由于贴片天线辐射效率低且成本高，实际使用由于回流焊贴装的种种原因，会出现时间一久小模块上的贴片焊脚脱落，设备无法正常使用。
所以决定使用一款PCB天线降低成本同时还能提高通讯质量。
如上图所示，核心板小模块的尺寸限制，所要求的2.4Ghz天线尺寸要尽量小，因而采用蛇形天线的方式(一种单极子天线的形式)。
设计参数及指标来源
PCB板材(FR4，由于FR4介电常数不稳定随着频率升高而逐渐降低)，由于处于成本考虑，核心板小模块使用陶瓷材料的板材是不经济的(Rogers等陶瓷板材介电常数稳定不随频率变化)，这里计算中考虑实际使用生益FR4板材介电常数为Er=4。
板厚：采用常规1.6mm制板子；
软件HFSS；
求解类型(Solution Type) 采用Driven Terminal采用终端驱动进行求解；
激励类型(Lumped port)采用集总端口激励(对于PCB天线激励端口通常位于模型内部)；
背景边界条件(Radiation)模拟自由空间；
工作频率：Zigbee芯片CC2530工作频段使用的是2401~2476Mhz的信号频段，取2438.5Mhz为中心频段进行设计。
天线走线宽度：1.6mm；(考虑实际板厂加工过程中，线宽越细其相对加工误差增大，故线宽取宽为宜)；
PCB尺寸28.1mm15.4mm；
参考GND大小：22mm15mm(四层板)；
理论计算
天线长度：2438.5Mhz时1/4个自由空间波长(3×〖10〗^8)/(2438.5×〖10〗^6 )=30.7mm；1/4个FR4介质波长30.7/√4=15.4mm；取二者中间值23mm为估算值。
创建参数化模型，便于参数扫描分析。
分析天线长度和谐振频率关系，找出天线工作于2438.5Mhz对应的准确长度。调整L2长度以使输入阻抗接近50ohm，优化实际结果。
初始值设计结果
上图所示初次仿真结果:antenna的S11偏离2.4G以下 表示该天线长度长了，因为天线长度越长其对应的谐振频率越低 且天线回损非常大(纵坐标可看出)。
将谐振频点调整至2438.5M，需要将天线长度降低。
扫频调整天线长度
这张图展示了仿真出来谐振频点随着天线长度变化的关系（控制天线长度Tip变量扫频结果）。
可以从结果看出将Tip参数变量调节至1.66mm时，天线的谐振频点落在2438.5M。
Tip值优化为1.66mm时S11的结果，将天线长度调整至1.66mm后，其频点调整到了所需设计频点处地方。
初始设计性能
查看电压驻波比，其电压驻波比小于2的频带范围在2.4188Ghz~2.4609Ghz,带宽42M左右。
上图展示了 Tip值优化为1.66mm时电压驻波比的结果
上图展示了在2.4385Ghz时输入阻抗数值是36.6654-19.5642i（Tip值优化为1.66mm时输入阻抗变化结果）。
优化变量L2值
现在继续在Tip长度为1.66mm的基础上面对于L2段长度进行优化，试图将要输入阻抗调整至50ohm.。
设置L2长度扫频范围3mm~10mm,每0.1mm步进计算
当天线的L2为6mm时,天线的阻抗是50.1454ohm-i*24.2483ohm。
由此我们得出该形式天线的两个最佳参数Tip=1.66mm;L2=6mm，该天线自身结构能够取得在当前PCB环境下的最佳效果。
天线性能
回损曲线(-10db带宽在63M左右 2.4188~2.4810G)，基本覆盖Zigbee协议在2.4Ghz下各个信道频段。
电压驻波比在2以下带宽有70M左右(2.4148~2.4850G)，与上述回损S11结论类似.
天线表面电流分布情况
天线辐射效率随频率变化如上图所示，在2401Mhz时辐射效率54.05%，在2438.5Mhz时辐射效率55.77%，在2476Mhz时辐射效率57.14%。
天线3D辐射方向图
最终打板调试：
理想的数值仿真已经完成，但是最终打板后的硬件可能会与理想仿真有偏离，记得在PCB上预留一个LC滤波，用来调节天线的阻抗(这个过程可借助矢量网络分析仪和ADS中阻抗圆图工具进行)