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怎么讓天線優(yōu)化讓無產(chǎn)品傳輸距離更遠(yuǎn)？
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(lán)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，通常可以使用背膠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(dá)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(dá)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(dá)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(yán)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(zhǔn)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。
2019-04-11 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!因為電視接收的圖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，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。大部分熱點都應(yīng)用于超市，機場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)
2019-04-08 10:06
車載天線用夾邊器還是吸盤的好?很多首次電臺裝車的用戶，都會困擾車載天線是使用吸盤好還是夾邊器好,而且不同的款式車載天線的價格還是不一樣的，怎么安裝才是最適合最省錢的車載天線，下面和車載天線廠家飛宇信天線廠家為你分析介紹。車載天線用夾邊器還是吸盤的好？一般車載天線在設(shè)計的時候，都是以吸盤放置在汽車車頂中央作為環(huán)境模型設(shè)計的，所以使用吸盤并放置在車頂中央使用效果是最有保證的，使用吸盤是優(yōu)先選擇。對于重
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