一、WIFI模块的概述—WIFI模块的认识，应用，以及组成介绍

       WiFi模块是一种用于无限网络通信的设备，它集成了WIFI芯片，射频电路，天线等各种电子元件，WIFI模块可以通过无限网络连接到其他设备或网络，并实现数据的传输和通信功能。

       WiFi模块通常具有小巧，易于集成和使用的特点，可以方便地嵌入到各种设备当中，如智能家居设备，工业控制设备，物联网设备等。通过连接到WIFI网络，这些设备可以与其他设备或互联网进行通信，实现数据的传输，远程监控，检测等功能。

二、射频天线的概述—什么是射频天线与天线分类

      天线是一种变换器，它把传输线上的传输的导行波，变换成无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来接收或者发送的电磁波的部件。在生活中一般应用在无线电通信、广播、电视、雷达、导航等工程系统。凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。一般天线都具有可逆性的，也就是说同一天线既可用作发送天线，也可用做接收天线。

而目前PCB板上常用到的类型大多是板载天线，和外置天线等天线，这俩种天线在价格和性能上都各有差别。

板载天线：板载天线有许多优点。首先，它可以减少系统中的线缆和连接器数量，简化装配和维护过程，降低成本。其次，板载天线与设备的物理结构紧密结合，可以优化天线性能，如增强收发效率、减少干扰和多径效应等。此外，由于天线直接与电路板连接，信号传输更稳定，不容易受到外界干扰或损耗。然而，板载天线也有一些限制。由于其小尺寸和固定位置，天线的方向性和覆盖范围可能受限，信号传输的效果可能会受到一些限制。此外，由于板载天线无法进行物理调整或更换，其性能无法像常规外置天线那样进行灵活调整。

外置天线：外置天线是一种独立于设备本身的天线，通常用于增强设备的无线信号接受和发送能力，外置天线可以通过连接线或者无限方式与设备项链，并放置在设备附近的位置，以便更好的接受和传输无线信号，外置天线常见于手机，无线路由器，电时，无限电等设备中，用于扩大无线信号的覆盖范围和信号强度。

三、WiFi模块的原理图图示以及管脚定义

ANT：WIFI模块的天线管脚 ；

SDIO_DATA：数据管脚，用于传输数据，包括发送和接受WIFI模块的数据；

SDIO_CLK：时钟管脚，SDIO接口的时钟信号，用于同步传输数据；

SDIO_CMD：命令管脚，用于发送指令，以控制和配置WIFI模块；

SDIO_CD：卡插入检测管脚，用于检测SD卡是否插入到SD卡座中，在WIFI模块中，可以用于检测WIFI模块是否正确插入；

SDIO_WP：写保护管脚，用于检测SD卡是否处于写保护状态，在WiFi模块中，可以用于检测WiFi模块的写保护状态；

SDIO_RST：复位管脚，用于复位WIFI模块，将WIFI模块恢复到初始状态。

注：在WIFI模块中，SDIO是指Secure Digital input/output，它是一种用于嵌入式设备之间传输数据的接口标准，SDIO接口可以用于连接WIFI模块和主机设备（如微型控制器，处理器等），以实现WIFI功能。

四、WIFI模块布局布线要点分析

WIFI模块的布局要点：

1、WiFi模块整体布局适当远离DDR，HDMI，USB,LCD电路以及喇叭等容易受到干扰的模块和卡座天线部分布局优先考虑，需靠近板边放置；

2、天线匹配电路必须靠经天线座子，天线整体布局要紧凑，天线匹配电路摆成Π型，尽量不要拐弯

3、晶体电路布局需要优先考虑，布局时应与芯片在同一层并尽量靠近放置以避免打过孔，晶体走线尽可能的短，远离干扰源，尽量天线区域；

4、如果是2X2 MIMO天线接口，两个天线口之间的出线方向需要考虑两个天线的位置，两个天线的位置需要尽量远离避免干扰，并考虑垂直放置以避免互相干扰。

PS：对于射频天线来说，我们需要将它们放置在板边上，以最大化其性能和效率。原因是这些天线需要发射和接收电磁波，要与外界通信，并将这些信号传输到目标设备中。与普通的电路元件不同，射频天线需要较长的导体长度以实现特定的频率响应，并需要更好的辐射和接收性能，以将信号传输到目标设备中。在这种情况下，将射频天线放置在板边上，会更好地促进电磁波的辐射和接收，从而实现更好的性能和效率。

WIFI模块的布线要点：

1、天线匹配电路必须靠近天线座，天线长度越短越好，并且走线宽度需要加粗提高天线的抗干扰能，天线走线需满足50欧姆（根据实际叠层情况可以做隔层参考），保证参考地的完整，下方不允许有其他信号线或电源；

2、天线布线越长，能量损耗越大，因此在设计时，天线路径越短越好，不能有分支出现，尽量不换层；天线周围需要多打地过孔，天线走线有遇到需转向时，不可以用转角的方式，需用弧形走线。

3、天线需要做包地处理，且每间隔50mil需要打上一个地过孔，可多打几排过孔，有效的防止其他信号对射频信号产生干扰，起到屏蔽作用。

4、模组的电感布局时，请注意走线经电感出来后，先经过电容，再进入模组电源管脚，模组下方第一层保持完整的地，不要有其他信号走线，

5、晶体以及时钟信号需要全程包地处理，包地线每隔100mil至少添加一个GND过孔，并且必须保证邻层的地参考面完整。

6、32.768k单独走线，并做包地处理，并且包地线每隔400mil，至少添加一个GND 过孔；

7、VBAT电源工作时电路较大，单天线模组600mA以上，整个供电主回路须20mil以上，接入管脚的走线跨度与PIN脚同宽，如需打孔至少两个过孔；VBAT的电源去耦电容必须靠近模组电源管脚，与旁边的晶体时钟走线用10mil左右的地线隔离；

8、SDIO信号当中的DATA，CLK,以及CMD信号需要做同组同层，等长以及3W处理，阻抗控制50om，等长误差100mil，且CLK时钟线需要包地处理。

五、天线隔层参考的概述

为什么天线需要隔层参考，以及隔层参考的原理 

天线做隔层参考一般出现在两层以上的PCB板上，主要是射频信号需要满足50om的阻抗匹配，考虑到抗干扰性，信号衰减等各种趋肤效应，最常用的方法就是加粗线宽，但是由于线宽是与阻抗是成反比关系，如果直接把线加粗阻抗又满足不了50om阻抗要求，所以此时我们既要满足线宽加粗的要求又要满足50om阻抗的要求的话，那么我们可以通过改变其他条件来实现阻抗匹配，由于介质厚度和阻抗是成正比关系，我们在天线加粗后，可以通过增加介质厚度来恢复我们的需求阻抗50om。

       在我们PCB上面默认是参考相邻层的，我们可以把相邻层挖掉，比如天线是分布在第一层，第一层参考第二层，这个时候我们可以把第二层天线部分的铜皮挖掉，使天线参考第三层，由于参考层变了，参考的厚度变厚了，自然阻抗也会相应的变化，这就是天线做隔层参考的原因以及相应的原理。

六、四层板PCB天线阻抗线宽计算演示

阻抗计算的前置条件：

1、阻抗工具的选择：华秋DFM     SI9000

2、板子的叠层

第一步：第一层参考第二层50om，线宽为4mil，走线太小无法满足要求；

第二步：第一层参考第三层50om，阻抗线宽为100mil，此时线宽太粗不符合我们的求，按照经验值理想线宽应该在15~20mil左右；

第三步：此时我们把阻抗模型改为共面单端，调整天线同层相邻铜皮间距为4mil，此时算出来的50om，阻抗线宽为18mil，符合要求。

七、PCB板载天线的布局布线要求

1、整体布局与外置天线一致；天线应尽量不要朝向喇叭、金属壳体等，否则会影响天线的辐射与接收天线，如有，需要与天线保持5mm及以上距离

2、板载天线处所有层铜皮挖空处理，天线距离地间隔一般为3mm以上，应尽量远离；

3、天线长度越短越好，布线呈现一字型或者在需要拐角处采用弧形走线，天线与器件焊盘相连接处不能出现锐角

4、接地反馈点必须接地牢靠（有一些板载天线不需要接地反馈点）

5、天线两侧多打地孔，增加接地的覆铜，可以减少信号的串扰