天线是一种变换器，是无线电设备中用于发射和接收电磁波的组件，主要把传输线上传播的导行波变成在无界媒介（自由空间）上传播的电磁波，或进行相反变换。按照材料的不同，天线可以分为金属天线、PCB天线、复合材料天线、陶瓷天线等。
天线能量转换原理图
陶瓷天线是一种采用低损耗、高介电常数（εᵣ）的陶瓷材料（氧化铝、氮化铝陶瓷基板等）作为介质基板的天线，具有小型化、高性能和高可靠性等特点；主要分为块状陶瓷天线、多层陶瓷天线和表面贴装陶瓷贴片天线等。陶瓷天线重量轻，读取距离较近（约为200米以内），也被称为近距离天线；其频率范围一般在902MHz~到928MHz之间。
块状陶瓷天线是使用高温将整块陶瓷一次烧结后再将金属部分印刷在陶瓷表面；多层陶瓷天线则是采用低温共烧的方式，将各层陶瓷介质各自印刷后再叠压、烧结。陶瓷本身的介电常数比PCB电路板高，可以缩短电磁波波长，在小尺寸内即可实现有效电磁波辐射，因此陶瓷天线能有效缩小天线尺寸，达到隐藏天线的目的。
文章开头提到了天线实际上是一种基于电磁场理论的能量转换器，将导线中传播的高频电流（导行波）转化成自由空间中传播的电磁波，或反向转化；本质上是磁场和电场之间相互转化。
根据在介质中传播的电磁波波长公式：
陶瓷天线主要是利用高介电常数（εᵣ通常在20-90之间，空气εᵣ≈1）的陶瓷材料来缩短电磁波波长，从而可以在实现有效电磁波辐射和接收的同时缩小天线体积，适合小型化设备。
陶瓷本体作为载体和压缩电磁场的介质，通过陶瓷基体内部或表层的金属化导体图案（倒F形、螺旋形、贴片等）作为辐射单元；当馈电网络中的高频信号通过辐射元时，会产生电磁波并向周围空间辐射。陶瓷基体具有高介电常数，电磁场被紧密束缚在陶瓷体内部及表面，在很小的体积内实现强烈谐振，实现有效的能量交换。因此，其结构设计和尺寸优化是实现其高性能的关键，通过合理设计辐射元的形状、数量和排列方式，调整馈电网络的结构，可以实现陶瓷天线在特定频段的优良化性能。
发射时，射频信号通过馈点输入，激励陶瓷天线上的导体产生交变电流，电流产生交变电磁场，电磁场通过陶瓷介质耦合到自由空间，形成辐射的电磁波。接收时，空间中的电磁波在导体上感应出交变电流，并转化成射频信号输出。
陶瓷天线的特点：
● 极致小型化：高介质常数的陶瓷天线尺寸为传统金属天线的1/6，适合消费电子小型化空间场景，例如智能手表、耳机等微型设备中；
● 高稳定性、可靠性：陶瓷材料耐腐蚀、耐高温、抗老化，温度系数稳定，能够在-40℃至85℃甚至更宽的温度范围内工作；
● 高增益、高效率，方向性好，抗干扰强；
● 易于集成，自带屏蔽，可采用SMT工艺直接贴装，陶瓷外壳本身能提供一定的电磁屏蔽；
● 带宽相对较窄，多频段覆盖设计难度高；陶瓷加工成本比其他金属或PCB天线高。
TDK LTCC陶瓷天线
陶瓷天线基本结构组成：
● 陶瓷介质层：是天线电磁环境的载体，采用低损耗、高介电常数的陶瓷材料，如氧化铝、氮化铝陶瓷基板；能够缩短电磁波波长，实现天线小型化；
● 金属贴片/辐射体：天线的信号出口处，通过金属导电图案将电信号变成电磁波辐射出去，一般采用刻蚀、印刷或电镀工艺；
● 馈电网络：连接天线和设备射频电路的桥梁，负责传输高频信号；馈电网络的设计将影响天线的阻抗匹配和效率；
● 接地层：位于介质基板的底部，为天线提供参考地电位，影响天线的辐射方向和带宽。
单层陶瓷天线结构简单，较为常见，常用于蓝牙、Wi-Fi、GPS等场景；主要包括保护层/封装层、金属辐射贴片层、陶瓷介质基板层、接地层、外部电极/焊盘等。多层陶瓷天线主要采用LTCC/HTCC技术，将生瓷带和导体图形垂直集成，形成复杂的三维结构。主要包括生瓷带、通孔和垂直互联、精密叠层和对准、共烧成型一体化结构、外部电极等。
重要参数指标包括：
（1）增益（Gain）：指天线在特定方向上集中信号能量的能力，天线在最大辐射方向的辐射强度与理想点源天线的比值，单位dBi，影响信号接收的质量。
（2）驻波比（VSWR）：又称电压驻波比，指传输线波腹电压与波谷电压幅度之比，表征阻抗匹配程度，理想值为1，通常要求<2。数值越接近1，天线匹配越好，信号能量辐射越多，反射损耗越小。
（3）噪声系数（Noise figure）：衡量天线系统及接收机引入噪声多少的指标，输入端信噪比（SNR）与输出端信噪比的比值，通常以分贝（dB）表示，NF值越低代表接收性能越好。
（4）轴比（Axial ratio）：衡量圆极化纯度的指标，轴比越接近1（0dB），表明圆极化能力越好，信号接收越稳定，通常要求<3dB。
● 移动通信：智能手机（5G/GPS天线）、TWS耳机（陶瓷贴片天线）、智能手表、AR/VR设备的蓝牙/Wi-Fi连接；
● 物联网：各类传感器、智能家居设备（如智能灯泡、插座）通过陶瓷贴片天线接收信号，实现远程控制；
● 卫星通信：低轨星座终端设备接收卫星信号、高精度GNSS导航和定位系统、卫星物联网IoT连接；
● 车载通信：车载导航、T-Box、V2X通信、自动驾驶传感器系统，胎压监测等。
拟定议题
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陶瓷天线产业论坛 （2026年8月27日 10:00-12:00） |
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序号 |
拟定议题 |
拟邀嘉宾 |
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陶瓷天线高频化与宽带化技术路径 |
陶瓷天线企业 |
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2 |
高性能微波介质材料研究及其在陶瓷天线中的应用 |
微波介质材料/陶瓷天线企业 |
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3 |
LTCC陶瓷天线工艺优化与结构创新 |
陶瓷天线/LTCC企业 |
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4 |
新能源汽车与车载通信对陶瓷天线的需求分析 |
陶瓷天线企业 |
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5 |
物联网设备小型化驱动下陶瓷天线创新性发展 |
陶瓷天线企业 |
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6 |
3D打印与增材制造在陶瓷天线中的应用 |
陶瓷天线/陶瓷3D打印企业 |
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7 |
高熵超高温陶瓷材料在航空航天通信中的应用 |
高校/陶瓷天线企业 |
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8 |
5G/6G通信射频基站对陶瓷天线的发展需求 |
陶瓷天线企业 |
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9 |
GNSS陶瓷天线分析 |
陶瓷天线企业 |
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10 |
陶瓷天线智能化与自适应技术发展现状 |
陶瓷天线企业 |
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11 |
AiP（封装天线）技术发展 |
高校/陶瓷天线企业 |
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12 |
陶瓷天线在卫星互联网与低轨星座中的应用机遇 |
高校/陶瓷天线企业 |
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