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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(jìn)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(jī)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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。
2019-03-15 09:17
WiFi天線強(qiáng)的作用，解決你手機(jī)接收WiFi信號弱的問題，很多人都不太了解為什么自己家里的手機(jī)連接WiFi的網(wǎng)速這么慢，一開始可能都會以為網(wǎng)速不夠快的原因，提高網(wǎng)速后又會認(rèn)為是路由器的問題，最后把無線路由器也給換了。其實無線路由器有個WiFi天線，這個也是很至關(guān)重要的，選擇天線時，需注意天線的接頭與所接設(shè)備的接頭是否匹配,一般WIFI用SMA和TNC的主要用在路由器上，但是2.4G的無線監(jiān)控設(shè)備上
2019-03-14 09:24
平板我們是使用很多了，有華為平板，ipai平板，但平板天線你了解多少呢？平板天線是一種僅在一個特定的方向傳播的天線，也叫“貼片天線”。首先來了解一下平板天線的使用問題平板天線的用法：1、首先要把平板天線指向正南,如果你的正南方向有衛(wèi)星電視信號的話,就可以先接收正南方向那顆衛(wèi)星的信號。2、其次要明確接收的衛(wèi)星電視信號是水平極化的,還是垂直極化的。如果接收的是垂直極化的信號,那么就請你將平板天線面設(shè)置
2019-03-14 09:14
很多用戶曾考慮過的一個問題——怎么選擇車載天線?關(guān)于車載天線選擇的問題，您了解多少?在下文中，飛宇信天線廠家小編將為您介紹一下車載天線選購的問題，希望對你有所幫助。在使用當(dāng)中吸盤天線是根據(jù)汽車的使用環(huán)境的不同而設(shè)計的，所以在固定使用的時候會在其下面吸一塊半徑約有1米的金屬板如鐵皮等，會有更好的使用效果。但是由于進(jìn)口原裝車載的天線價格都非常昂貴而且優(yōu)勢并不突出，因此一般車主的都使用國產(chǎn)的車載天線。在
2019-03-14 09:09
隨著移動通信的飛速發(fā)展和應(yīng)用，中國的手機(jī)行業(yè)也不斷發(fā)展壯大，當(dāng)然中國的手機(jī)用戶也在迅猛增長。而手機(jī)的射頻器件中，手機(jī)天線是無源器件，手機(jī)天線作為手機(jī)上面唯一的一個“量身定做”的器件，它的特殊性和重要性必然要求其研發(fā)過程對天線性能的測試要求非常嚴(yán)格，這樣才能確保手機(jī)的正常用?，F(xiàn)在飛宇信天線廠家作為有多年天線生產(chǎn)開發(fā)經(jīng)驗的天線廠家就簡單的介紹一下手機(jī)天線的研發(fā)過程中的幾種常見的手機(jī)天線測試方法：1、微
2019-03-13 10:02
手機(jī)天線，確保了手機(jī)使用能信號穩(wěn)定，不會出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的問題，不會出現(xiàn)進(jìn)大山游玩時沒有信號的問題，但是手機(jī)天線你了解多少呢？自從大哥大的長天線過后，后面的手機(jī)看不到每次打電話都要拉出天線的產(chǎn)品。那就沒有手機(jī)天線了嗎？不是的，飛宇信天線廠家看來，現(xiàn)在的手機(jī)只是省去了外拉的天線，把手機(jī)天線做成內(nèi)置天線了。1）手機(jī)天線那些介紹？手機(jī)天線，即手機(jī)上用于接收信號的設(shè)備，舊式手機(jī)有外凸式天線，新式手機(jī)多數(shù)已隱藏
2019-03-13 09:34
看電視要是出現(xiàn)很多雪花點，出現(xiàn)信號不強(qiáng)烈，你會怎么處理呢？雖然現(xiàn)在的電視都是網(wǎng)絡(luò)電視了，但是你覺得電視就不要使用電視天線了嗎？沒有那么簡單？聽下飛宇信天線廠家是怎么說的？??飛宇信天線廠家是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)各種天線的企業(yè)，專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)的天線種類有：平板天線，電視天線，車載天線，汽車天線，手機(jī)天線，陶瓷天線等天線產(chǎn)品，提供各種天線定制，天線批發(fā)業(yè)務(wù)。?飛宇信天線廠家認(rèn)為當(dāng)下的電視，不管你是高清4K電
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