熱門搜索： 網(wǎng)通設(shè)備類天線 基站天線 智慧型抄表類天線 車載天線
天線分集技術(shù)的原理--飛宇信
發(fā)布時間：
2019-08-16 17:42
無線電通信中更難于理解的部分在于無線電通信鏈路質(zhì)量與多種外部因素相關(guān)，多種可變因素交織在一起產(chǎn)生了復雜的傳輸環(huán)境，而這種傳輸環(huán)境通常很難解釋清楚。然而，掌握基本概念往往有助于理解多變的無線電通信鏈接品質(zhì)，一旦理解了這些基本概念，其中許多問題可以通過一種低成本、易實現(xiàn)的被稱作天線分集(antenna diversity)的技術(shù)來實現(xiàn)。
環(huán)境因素的考慮
影響無線電通信鏈路持續(xù)穩(wěn)定的首要環(huán)境因素是被稱為多徑/衰落和天線極化/分集的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象對于鏈路質(zhì)量的影響要么是建設(shè)性的要么是破壞性的，這取決于不同的特定環(huán)境?？赡馨l(fā)生的情況太多了，于是，當我們試著要了解特定的環(huán)境條件在某個時間點對無線電通信鏈接的作用，以及會造成何種鏈接質(zhì)量時，這無疑是非常困難的。
天線極化/分集
這種被稱為天線極化的現(xiàn)象是由給定天線的方向?qū)傩砸鸬?，雖然有時候把天線極化解釋為在某些無線電通信鏈路質(zhì)量上的衰減，但是一些無線電通信設(shè)計者經(jīng)常利用這一特性來調(diào)整天線，通過限制收發(fā)信號在限定的方向范圍之內(nèi)達其所需。這是可行的，因為天線在各個方向上的輻射不均衡，并且利用這一特性能夠屏蔽其他（方向）來源的射頻噪聲。
簡單的說，天線分為全向和定向兩種。全向天線收發(fā)信號時，在各個方向的強度相同，而定向天線的收發(fā)信號被限定在一個方向范圍之內(nèi)。若要打造高度穩(wěn)固的鏈接，首先就要從了解此應(yīng)用開始。例如：如果一個鏈路上的信號僅來自于特定的方向，那么選擇定向天線獲益更多。裝有定向天線的接收器接收位于由天線方向?qū)傩詻Q定的視線方向范圍之內(nèi)的發(fā)射器發(fā)出的信號，而其他位于該方向范圍之外的發(fā)射器發(fā)出的信號被屏蔽。
裝有定向天線的發(fā)射器發(fā)射它的大部分能量到預定的方向上，而不是在所有方向上發(fā)射，同時也不會減小它的覆蓋能力。為了簡化對天線剖面的理解，天線廠商提供了天線輻射圖。天線輻射圖有不同的格式，如E面圖(E plane plot)和波瓣圖(polar plot)：
圖1
如圖1。除了方向性或形狀外，E面圖提供了大量信息，但通常不如波瓣圖表述的那樣清楚明了。波瓣圖被設(shè)計成類似指南針，使得對于任意給定方向上的天線增益更易理解。
圖2
如圖2中，工程師能看到一個高級的三維視圖，指示在預定的面上天線如何運行。然而天線也傾向于在其他軸上改變特性，但通常不提供三維圖形數(shù)據(jù)，因為這會顯著增加圖表的復雜性。拉桿天線是一個典型的全向天線，它有一個簡單的三維剖面。
在平面圖中，拉桿天線能提供極佳的覆蓋，但是在三維圖形中，它們在本身正上方或正下方的表現(xiàn)極差，這有助于我們能更了解天線被放在兩層的室內(nèi)環(huán)境中的情況。
通常，由于RF信號會被墻壁和其他室內(nèi)物體反射，因此不易觀察到天線極化的效果，然而，仍可以觀察到其它對RF信號可能是建設(shè)性或破壞性的作用，此作用被稱為多徑/衰減。當發(fā)射器或接收器有些小移動，且對鏈接質(zhì)量造成極大差異時，通常便會觀察到此種衰減現(xiàn)象。當天線在接收和傳送信號的波峰時便會發(fā)生此情況。
多重路徑則是此概念的延伸。當無線電通信電波被傳送時，它們被接收器接收的路徑可能不只一條，由于其他物體(例如墻壁和樹木)的反射形成多重路徑，信號可能來自多個路徑。接收這些來源的信號，其到達的時間可能會有些微小差距，這就意味可能會發(fā)生輕微的相位偏移。當這些信號結(jié)合在一起，它們可能會導致“衰減這種消失的形式。最差的情況之一，是兩個信
號以相差180o的相位到達接收器，接收器將無法看到任何數(shù)據(jù)，造成100%的信號衰減。在大部分的情況中，接收器不太可能會接收到相位偏移達180o的兩個信號，但是當多重路徑的環(huán)境出現(xiàn)時，某些相位偏移還是有可能發(fā)生的，在這些情況下，便會發(fā)生某些信號衰減。
天線分集
天線分集是一種被用以恢復信號完整度的技術(shù)。在產(chǎn)品中實現(xiàn)天線分集的天線，與另一個天線有一個呈90o的天線架，如此極化/定向性的影響將不會降低潛在無線電通信鏈接的質(zhì)量。除此之外，實現(xiàn)天線分集的產(chǎn)品中的各個天線，其天線架的位置皆會維持至少1/4波長的距離，如此能確保至少有一個天線是在波形的波峰中。
雖然天線分集對于恢復信號完整度，以及維持鏈接邊界免受環(huán)境影響等頗有益處，但是必須在其它方面做出很大的犧牲，意味著微控制器(MCU)整體成本的增加，因為微控制器必須長時間待命，以時時評估天線信號。增加的微控制器功能將會導致需要規(guī)格更高和更貴的微控制器，而微控制器必須“隨時待命，也造成電池壽命縮短。在其他情況中，采用兩個天線的解決方案將增加額外的空間需求，或是需要其它的編碼專業(yè)技能，這些都限制設(shè)計人員只能采用單一天線設(shè)計。
編碼一個天線分集系統(tǒng)將會增加設(shè)計上的編碼負擔。許多天線分集系統(tǒng)會經(jīng)過最佳化，以同步方式運作。接收器上的微控制器具有定時功能，讓接收器知道何時要開始接收數(shù)據(jù)，在這些情況下，微控制器可立刻開始評估兩個天線的信號。為評估此信號，微控制器會切換各個天線并評估接收信號強度指示(RSSI，Received Signal Strength Indication)水平。在接收器并未采用定時器的其它產(chǎn)品中，無線電通信必須去偵測一個打包的開始，因為前導信號可能會被誤判為噪聲(或反之亦然)，不幸的是，特定天線中的強烈噪聲可能會導致打包的開始被錯過。
為確認此天線切換的頻率足以捕捉天線之一的打包，每當此算法進入“測量SQ功能時，便會啟動一個定時器。最少切換時間其中：TPL為在特定信號部分中可被容許用來選擇天線的最長時間(例如打包的前導信號)N是分集接收器所采用的天線數(shù)目。在“Measure SQ功能工作期間，會針對信號質(zhì)量(SQ)進行測量，若SQ低于信號質(zhì)量門坎，或是定時器時間結(jié)束，則天線會被切換，且會再次啟動“測量SQ狀態(tài)。另一方面，若測量到的SQ高于SQ門坎，則接收器會持續(xù)使用被選擇到的天線，進行剩余打包的接收。
可能的情況是，當天線因為有效信號指示而被選擇時，其信號質(zhì)量仍可能比最佳信號差，這是因為在天線上進行的測量可能在打包到達前就先被噪聲占據(jù)了。在首個有效信號質(zhì)量指示產(chǎn)生時，在選擇具有最高信號質(zhì)量的天線前，EZRadioPRO天線分集算法會先檢測其它天線，看看是否有更高的信號質(zhì)量。
深圳市飛宇信電子有限公司成立于2007年，是一家專業(yè)從事無線通信產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和銷售一體的高新技術(shù)型企業(yè)。專注于天線類、模塊類、應(yīng)用解決方案、應(yīng)用終端等產(chǎn)品的研制生產(chǎn)。聯(lián)系人：13802709089 楊經(jīng)理(微信同號）。
相關(guān)文章--- 天線分集技術(shù)的原理
2019-08-09 17:26
現(xiàn)在手機中的射頻信號通道越來越擁擠。蜂窩電話已經(jīng)從雙頻向三頻甚至四頻快速發(fā)展。這些復雜手機還需要處理來自外圍無線設(shè)備的各種信號，如藍牙、Wi-Fi和GPS。而隨著WiMAX和LTE（4G）的加入，這種復雜度將越來越高。在移動電話中，天線開關(guān)控制著天線接入所有這些無線信號，實質(zhì)上起著網(wǎng)守的作用。
2019-08-09 17:05
直接匹配天線：天線與MFR500之間通過導線直接連接，這個距離一般小于2厘米。50歐姆匹配天線：天線與MFR500之間通過50歐姆同軸電纜連接，理論上這個距離可達10米。由于該天線不但要求MFRC500之間通過50歐姆同軸電纜連接。理論上這個距離可達10米。由于該天線不但要求諧振在13.56M，而且諧振電阻要等于50歐姆，而每一塊天線的參數(shù)又有差異，因此生產(chǎn)難度較大。與ZLG500模塊配套提供的天
2019-08-08 16:28
傳媒通信系統(tǒng)的中波覆蓋傳輸中，電臺天線發(fā)射效率的高低直接影響著用戶的收聽與收看質(zhì)量。然而在現(xiàn)實生活中，臺站往往只重視節(jié)目是否能夠播出，而不是特別關(guān)心節(jié)目播出質(zhì)量的好壞。這種做法是極為不正確的，本文將主要對中波發(fā)射中天線引起的幾個常見問題進行分析與研究，希望能夠?qū)τ谶M一步提高臺站節(jié)目的播出質(zhì)量具有一定的促進作用。
2019-08-08 16:14
科學技術(shù)的發(fā)展，我們的電器逐漸在進步，以前的電視節(jié)目很大，電視的主要信號是靠電視天線，如果電視天線故障了，那電視無法正常工作。剛開始大家對電視天線故障很迷茫，不知道如何維修，對于不會的問題，開始新的探索，開始掌握了電視天線故障方法，同時培養(yǎng)了一些電視天線故障的維修師傅。
2019-08-07 17:26
對講機的通話質(zhì)量在很大程度上依賴于筆記本內(nèi)置wifi天線的增益效果，盡管也包括一些其它方面的硬件問題，但是智能手機wifi天線仍是最大的影響因素。那么WIFI天線增益關(guān)于通話質(zhì)量都有些什么影響呢？下面咱們一起來研究下。
2019-08-06 17:27
在移動通信的演進歷程中，我國依次經(jīng)歷了“2G跟蹤，3G突破，4G同步”的各個階段。在5G時代，我國立志于占據(jù)技術(shù)制高點，全面發(fā)力5G相關(guān)工作。組織成立IMT-2020(5G)推進組，推動重大專項“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”向5G轉(zhuǎn)變，啟動“5G系統(tǒng)前期研究開發(fā)”等，從5G業(yè)務(wù)、頻率、無線傳輸與組網(wǎng)技術(shù)、評估測試驗證技術(shù)、標準化及知識產(chǎn)權(quán)等各個方面，探究5G的發(fā)展愿景。
深圳市飛宇信電子有限公司
-
電話：86-0755-28912642 傳真：86-0755-89737231
手機：18948728966（微信同號）
工廠地址：廣東省深圳市龍崗區(qū)橫崗鎮(zhèn)西坑社區(qū)寶桐南路76號
辦公地址：深圳市龍崗區(qū)龍城街道遠洋新天地水岸花園10棟8A
觀看更多資訊
關(guān)注微信公眾號
友情鏈接：