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(fù)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(shí)現(xiàn)的被稱作天線分集(antenna diversity)的技術(shù)來實(shí)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(dāng)我們試著要了解特定的環(huán)境條件在某個時間點(diǎn)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(jì)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(dá)其所需。這是可行的，因?yàn)樘炀€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(qiáng)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(yù)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(jì)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(yù)定的面上天線如何運(yùn)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?yàn)檫@會顯著增加圖表的復(fù)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dá)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(dāng)這些信號結(jié)合在一起，它們可能會導(dǎo)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(dá)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(dá)180o的兩個信號，但是當(dāng)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(fù)信號完整度的技術(shù)。在產(chǎn)品中實(shí)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(shí)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(fù)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?yàn)槲⒖刂破鞅仨氶L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(dǎo)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(jì)人員只能采用單一天線設(shè)計(jì)。
編碼一個天線分集系統(tǒng)將會增加設(shè)計(jì)上的編碼負(fù)擔(dān)。許多天線分集系統(tǒng)會經(jīng)過最佳化，以同步方式運(yùn)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(qiáng)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?yàn)榍皩?dǎo)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(qiáng)烈噪聲可能會導(dǎo)致打包的開始被錯過。
為確認(rèn)此天線切換的頻率足以捕捉天線之一的打包，每當(dāng)此算法進(jìn)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(dǎo)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(jìn)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(jìn)行剩余打包的接收。
可能的情況是，當(dāng)天線因?yàn)橛行盘栔甘径贿x擇時，其信號質(zhì)量仍可能比最佳信號差，這是因?yàn)樵谔炀€上進(jìn)行的測量可能在打包到達(dá)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
2019-04-12 09:30
電視天線，一種使用到電視上的天線，極大地改變了用戶收看電視的信號問題,電視天線分室內(nèi)電視天線和室外天線，今天一起和飛宇信天線廠家來聊一下室內(nèi)天線，室內(nèi)的電視天線。?飛宇信天線廠家，一個專業(yè)開發(fā)生產(chǎn)天線的企業(yè)，自2007年起就已開始了天線的研發(fā)生產(chǎn)，專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)的天線有，WIFI天線，電視天線，手機(jī)天線，平板天線，汽車天線，車載天線等天線產(chǎn)品，提供天線開發(fā)，天線定制，天線批發(fā)業(yè)務(wù)。??室內(nèi)電視天線的
2019-04-11 09:54
電視天線一種使用到電視信號接收中的連接天線，極大地改變了用戶電視的信號接收問題，讓用戶的電視收看節(jié)目沒有影響，但是有人為問為什么電視天線一直都要高高豎在那里的，看看飛宇信天線廠家是怎么說的了。?為什么電視天線要放得很高?原來是這個原因!因?yàn)殡娨暯邮盏膱D象和聲音都是靠無線電波傳送的，而無線電波要靠天線發(fā)射。電視節(jié)目的發(fā)射和接收用的電波只能按直線傳播的。為什么電視天線要放得很高？??電波在傳播過程中，
2019-04-11 09:43
天線，當(dāng)下能說得出的天線你知道有幾種嗎？飛宇信天線廠家來告訴你，天線按照使用的場景不同，分為WIFI天線，手機(jī)天線，內(nèi)置天線，GPS天線，物聯(lián)網(wǎng)天線，車載天線，汽車天線，平板天線等天線產(chǎn)品，每一種天線的安裝你都知道是怎么處理的嗎？??給天線預(yù)留安裝位置要考慮哪些？天線的安裝要遠(yuǎn)離金屬物體，天線需要足夠的空間來展開，如果采用chip天線，那么需要按照應(yīng)用指南的要求，給出足夠的凈空區(qū)域和相應(yīng)尺寸的地。
2019-04-10 09:29
wifi天線一種和路由器相連接到一起的支架天線，不同的路由器搭載的WIFI天線數(shù)量也不盡相同，WIFI天線支架多的價(jià)格也相對較貴，今天我們一起跟著飛宇信天線廠家來了解一下WIFI天線的那些問題。???飛宇信天線廠家專業(yè)生產(chǎn)電視天線，手機(jī)天線，內(nèi)置天線，平板天線，WIFI天線，物聯(lián)網(wǎng)天線等天線周邊產(chǎn)品，提供天線批發(fā)，天線方案定制等業(yè)務(wù)，對于WIFI天線，他們有這樣的介紹，一起來了解一下吧！?wifi
2019-04-10 09:11
wifi通信技術(shù)不斷前進(jìn)，無線網(wǎng)也是日新月異。談到無線網(wǎng)，肯定是想到了WIFI天線.它是一個短程無線傳播技術(shù)。能夠在數(shù)百米之內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的一種無線電信號。大部分熱點(diǎn)都應(yīng)用于超市，機(jī)場wifi，家庭wifi，書店wifi，酒店wifi等等。?目前通過無線路由器或者是無線AP上網(wǎng)，已經(jīng)成為很多網(wǎng)人的一種消遣方式，通過無線路由器，LAN或者WALN.PC端就可以輕松通過ADSL.FTTX.Cable
2019-04-09 09:51
飛宇信天線廠家對于天線產(chǎn)品的追求一直都是繼承開拓創(chuàng)新，所以所生產(chǎn)的天線產(chǎn)品，WIFI天線，手機(jī)天線，內(nèi)置天線，平板天線，車載天線，汽車天線，一直受到了用戶的青睞，對于無線天線的研發(fā)飛宇信天線廠家有著自己獨(dú)到的看法。?在無線通信領(lǐng)域中，面臨著如何抗同道干擾及多徑衰落等諸多問題。智能天線利用數(shù)字信號處理的能力，合成天線陣列的輸入和輸出，以自適應(yīng)的方式發(fā)射和接收信號。也就是說，相應(yīng)于信號環(huán)境的改變，系統(tǒng)
深圳市飛宇信電子有限公司
-
電話：86-0755-28912642 傳真：86-0755-89737231
手機(jī)：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(yuǎn)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：