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怎么讓天線優(yōu)化讓無產(chǎn)品傳輸距離更遠？
發(fā)布時間：
2019-07-11 16:24
無線模塊的通信距離是一項重要指標(biāo)，如何把有效通信距離最大化一直是大家疑惑的問題。本文根據(jù)調(diào)試經(jīng)驗及對天線的選擇與使用方法做了一些說明，希望對工程師快速調(diào)試通信距離有所幫助。
一、天線的種類
隨著技術(shù)的進步，為了節(jié)省研發(fā)周期，深圳市飛宇信電子推出各種各樣的成品天線。接下來為大家介紹常用的天線種類:
(1) 板載PCB式天線:采用PCB蝕刻而成，成本低，但是性能有限，可調(diào)性好，可大批量用于藍牙、WiFi無線通信模塊。
(2) SMT貼片式：常用的有陶瓷天線，占用面積少，集成度高，容易更換，適用于對空間要求小的產(chǎn)品，但是該類型天線價格稍貴且?guī)捚 ?/span>
(3) 外置棒狀天線：性能好，無需調(diào)試，方便更換，增益高，適用于各種終端設(shè)備。
(4) FPC天線：通過饋線連接，安裝自由，增益高，通?？梢允褂帽衬z貼在機器非金屬外殼上，適用于性能要求高且外殼空間充足的產(chǎn)品上。
常見天線
天線的作用是將射頻信號輻射到自由空間，這時候選擇合適的天線對于傳輸距離就有很大的影響。天線對周圍環(huán)境很敏感，很多情況下會出現(xiàn)即使選擇了合適的天線，也達不到預(yù)期的效果。由于有些客戶對天線設(shè)計需要考慮的因素不清楚，這里我們給出在實際工程設(shè)計中的一些經(jīng)驗，便于客戶更好地設(shè)計出自己的電路與PCB，增加項目的成功機會。
二、天線的選擇
影響無線模塊通信距離的首要參數(shù)是發(fā)射功率，無線模塊的發(fā)射功率以及對應(yīng)的理想傳輸距離在手冊上均能查到，在確定了發(fā)射功率滿足需求的前提下，然后考慮天線的選用和天線的方向性。
天線的選用：
天線的主要指標(biāo)包含以下幾個：頻率范圍、駐波比SWR或VSWR、天線增益、極化方式和阻抗。頻率范圍按需選擇；駐波比最好小于1.5；天線增益對傳輸距離也有影響；極化方式分為線性極化和圓極化；阻抗需要與無線模塊的輸出阻抗匹配，一般為50歐姆。這里要特別注意駐波比參數(shù)，購買天線后最好用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試一下SWR。駐波比與回波損耗、傳輸功率的對照表如下所示：
駐波比與回波損耗、傳輸功率對照表
由上表可知，VSWR=1.5時，理論傳輸功率為96%，當(dāng)VSWR=2時，傳輸功率只有88.9%，有的天線駐波比指標(biāo)是小于2，選用天線的時候最好是駐波比小于1.5，可以得到較高的傳輸功率。
天線的方向性：
天線都有方向性，指的是天線對空間不同方向具有不同的輻射或接收能力。衡量天線方向性通常使用方向圖，錯誤!未找到引用源。所示是一個頻率范圍從2400MHz到2500MHz天線的方向圖。
天線的三維方向圖
天線豎直放置時，紅色最深的方向是天線輻射或接收能力最強的方向，所以在安裝天線的時候，要盡可能往紅色指向的方向去安裝天線，這樣才能保證足夠好的信號質(zhì)量。另外，金屬平板對信號有屏蔽作用，所以發(fā)射，接收的方向上不要有金屬平面。也有一些天線的手冊上給出的天線方向圖是用二維圖來表示的，分為H-Plane和E-Plane，如圖所示。
天線的二維方向圖
在測試無線模塊相互通信時，天線的方向性必須要考慮，在通信空間沒有遮擋且天線的方向?qū)?yīng)最強輻射方向時，通信的距離可以達到最大。如果天線安裝的不合適，會導(dǎo)致通信距離變短，甚至無法通信。工程師在測試無線模塊通信時，經(jīng)常會遇到信號弱、通信距離沒有達到手冊中的說明或者丟包率高，在確定無線模塊本身沒問題的情況下，不妨先測試一下天線本身的性能，然后再按照天線信號輻射強的方向來測試，會得到更好的測試結(jié)果。
三、天線部分電路
1、匹配電路設(shè)計：在原理圖設(shè)計時，需要在天線與模塊射頻輸出管腳預(yù)留一個π型網(wǎng)絡(luò)。天線的阻抗受PCB的鋪地、天線的安裝以及周圍的金屬等因素影響，預(yù)留這個網(wǎng)絡(luò)是為了在天線嚴重偏離50歐姆阻抗時，將其匹配至50歐姆。X1，X2，X3都是電抗元件，如果天線是標(biāo)準的50歐姆阻抗，那么X2，X3可以不焊接，X1接220PF電容或者0歐姆電阻。在PCB設(shè)計時，這三個器件已經(jīng)盡量靠近模塊的射頻輸出腳，并且連接的傳輸線短且直。匹配元件的周圍1.5mm區(qū)域內(nèi)不要鋪地，以減少寄生參數(shù)對匹配電路的影響。
匹配電路
2、微帶線設(shè)計：在PCB設(shè)計時，由于大部分的天線與模塊的輸出阻抗是50歐姆，為了盡量減少在傳輸過程中能量的反射，射頻輸出管腳到天線之間的PCB引線應(yīng)為50歐姆的微帶線。常用的板材為FR4（介電常數(shù)4.2-4.6），根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)線寬約為微帶線距離參考層距離的2.2倍時，微帶線的特征阻抗約為50歐姆。具體設(shè)計時,建議使用微帶線阻抗控制工具（ADS、txline等）來計算,并通過實際調(diào)試來完成微帶線的設(shè)計。如下圖所示，微帶線下面的鋪地層必須是完整的地，在微帶線兩側(cè)需要多打接地過孔。
微帶線
3、金屬對天線的影響；如果天線附近有金屬材料的物體時，金屬能反射電磁波，不但會影響天線的實際使用空間，增加天線的損耗電阻，降低輻射效率，而且導(dǎo)致天線輻射性能的惡化。在安裝天線時，要注意：
a：天線距離電池至少要有5mm：
b：天線距離屏蔽殼至少要有4mm；
c：在需要安裝外殼的場合，不要在外殼表面使用具有金屬成分的噴漆或者鍍層。
2019-05-13 09:20
最近在論壇里看到關(guān)于WIFI天線內(nèi)置/外置對網(wǎng)絡(luò)信號影響的談?wù)?，一時興起也想加入到互錘行列中，便在公司柜子里翻弄出3臺無線路由器，針對WIFI天線內(nèi)外置和天線數(shù)量兩方面初步我的評測大計?！ ≡陬l段選擇方面，我都選擇最新的5G網(wǎng)絡(luò)頻段。為啥是5G？由于2.4G的網(wǎng)絡(luò)頻段開展已久，現(xiàn)在技術(shù)現(xiàn)已趨于老到，測不測對效果影響都不大；而5G不同，5G年代即將來臨，全民晉級5G當(dāng)然要看看孰強孰弱。來看檢驗效果。
2019-05-10 09:14
wifi天線，使用到路由器或是監(jiān)控以及數(shù)據(jù)傳輸上的wifi天線，簡潔便利的安裝方式受到了用戶的一直青睞，越來越多的地方都使用了wifi天線替代傳統(tǒng)的布線方式。但是現(xiàn)在市場上有一種說法3G天線和WIFI天線有同樣的功能，讓用戶傻傻分不清，那不一起來看看飛宇信電視天線廠家的介紹吧！???飛宇信電視天線廠家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)手機天線，平板天線，內(nèi)置天線，GPS天線，車載天線，汽車天線，平板天線，物聯(lián)網(wǎng)天線等天
2019-05-09 11:34
WIFI天線基礎(chǔ)知識WIFI天線 在無線通訊中，天線是與外界傳播媒介的接口，天線能夠輻射和接納無線電波。在發(fā)射時，天線能夠?qū)⒏哳l電流轉(zhuǎn)換為電磁波，并將接納的電磁波轉(zhuǎn)換為高頻電流，天線的方向、增益和功率等都是影響天線性能的重要因素。 wifi天線增益是天線系統(tǒng)的重要參數(shù)之一，天線增益的界說與全定向天線或半波振子天線有關(guān)。全向輻射器是假定在所有方向上都輻射等功率的輻射器，在某一方向的天線增益是該方
2019-05-09 09:34
wifi天線，很多朋友都已是非常的熟悉不過了，監(jiān)控，路由器等都有他的身影，wifi天線的出現(xiàn)也解決了很多用戶的使用生活習(xí)慣，讓生活更加的便捷方便了。wifi天線信號分離又是什么哏？你了解嗎？??wifi天線通信系統(tǒng)要求的高數(shù)據(jù)傳輸速率使得人們致力于研究開發(fā)更先進、高效的編碼、調(diào)制技術(shù)來提高無線頻率的效率，同時也對射頻前端提出了更苛刻的要求。功率放大器的效率和線性度是相互矛盾的一組指標(biāo)，必須協(xié)調(diào)二者
2019-05-08 09:51
天線廠家是指設(shè)計安裝在車輛上的移動通訊天線，最常見就是吸盤天線。由于吸盤天線安裝擺放容易，所以在一些簡易設(shè)臺場合常常用吸盤天線代替基地臺天線。?車載天線結(jié)構(gòu)上有縮短型、四分之一波長、中部加感型、八分之五波長、雙二分之一波長等形式的天線，理論上它們的效率依次增加，同樣工作頻段的天線的長度也依次增加。由于車輛本身有限高，加上過長的天線在車輛高速行進時形成的風(fēng)阻，過橋洞、進入地下車庫都是問題，所以車載天
2019-05-08 09:33
wifi天線用戶都很熟悉了，用戶最常見的就是安裝在路由器上的那個支架天線了。wifi天線和PCB內(nèi)板的連接也是有很講究的，一起來看看吧！??飛宇信電視天線廠家，專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)手機天線，內(nèi)置天線，GPS天線，電視天線，平板天線，車載天線，汽車天線，提供天線定制，天線批發(fā)，來圖來樣定制等業(yè)務(wù)。WiFi天線對PCB布局布線和結(jié)構(gòu)的要求？1.飛宇信天線廠家的WiFi天線的形式及天線位置和饋點尺寸的建議內(nèi)置天
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