熱門搜索： 網(wǎng)通設備類天線 基站天線 智慧型抄表類天線 車載天線
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，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試通信距離有所幫助。
一、天線的種類
隨著技術的進步，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，無需調試，方便更換，增益高，適用于各種終端設備。
(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，也達不到預期的效果。由于有些客戶對天線設計需要考慮的因素不清楚，這里我們給出在實際工程設計中的一些經(jīng)驗，便于客戶更好地設計出自己的電路與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VSWR=2時，傳輸功率只有88.9%，有的天線駐波比指標是小于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對應最強輻射方向時，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果。
三、天線部分電路
1、匹配電路設計：在原理圖設計時，需要在天線與模塊射頻輸出管腳預留一個π型網(wǎng)絡。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，預留這個網(wǎng)絡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、微帶線設計：在PCB設計時，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,并通過實際調試來完成微帶線的設計。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。
上一頁
上一頁
2018-12-26 17:22
深圳市飛宇信電子有限公司增加市場部，市場多元化發(fā)展，產(chǎn)品覆蓋1.天線2.無線模塊3.無線通訊設備4.電子周邊產(chǎn)品等高科技尖端領域，從而拉長產(chǎn)品線的經(jīng)營，提高服務質量，滿足客戶需求.
2018-11-01 20:11
5G別跑，Wi-Fi6來了飛宇信電子有限公司?今天在無線的世界里，有兩大高手仗劍江湖，一個是蜂窩網(wǎng)絡，一個是Wi-Fi，一個從室外走向室內，一個從室內走向室外，多年來Wi-Fi是蜂窩網(wǎng)絡的室內覆蓋補充，也承擔著大量的數(shù)據(jù)流量卸載，兩者既愛又恨，同時又誰也離不開誰。?如今5G已在起跑線上，但5G高頻段信號更難走進室內，同時運營商的傳統(tǒng)室內分布系統(tǒng)在5G時代還將面臨大規(guī)模的升級改造或替換，因此，面向不
2018-08-27 21:02
全球連接領域的領導者TE宣布推出兩款標準天線，分別是適用于新的IEEE802.11ac標準的5GHz天線，以及4GLTE天線。兩款新的嵌入式天線滿足了客戶對于更小、更薄的緊湊型設備不斷增長的需求。 除了定制化的天線解決方案，TE還提供適合不同應用的多種標準天線。這四款新的5GHz天線產(chǎn)品提供5GHz單波段和雙波段（含2.4GHz）無線連接，采用了電纜連接印刷電路板（PCB）設計和沖壓金屬天線。
2018-08-27 21:01
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和信息技術也跟著突飛猛進，手機、家電、交通等與全民生活息息相關的設備，也先后邁入了智能化發(fā)展的時代。而作為我國智能化精準掌控的“基石”——中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，更被作為國家戰(zhàn)略優(yōu)先發(fā)展。影響北斗天線性能的主要是以下幾個方面 1、陶瓷片：陶瓷粉末的好壞以及燒結工藝直接影響它的性能?，F(xiàn)市面使用的陶瓷片主要是25×25、18×18、15×15、12×12。陶瓷片面積越大，介電常
2018-08-27 21:01
在政府政策的鼓舞下，智能家居得到了快速的發(fā)展，作為智能化產(chǎn)業(yè)鏈中的智能抄表系統(tǒng)也同時得到了蓬勃發(fā)展。傳統(tǒng)的手工抄表方式費時、費力，準確性和及時性都得不到保障，已經(jīng)無法滿足社會的發(fā)展需求。這樣也對抄表提出了更高的要求，為此我們提出了新的抄表方案——無線抄表。??目前小區(qū)抄表基本有兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，有線數(shù)據(jù)傳輸和無線數(shù)據(jù)傳輸。如果用有線來傳遞數(shù)據(jù)，技術簡單、成熟，易于實現(xiàn)，但施工布線工作量大，網(wǎng)線易受
2018-08-27 21:01
鐵塔天線饋線維護標準1.鐵塔的各種圓管及角鋼要求無裂痕、安裝牢固，U型卡螺栓緊固，天線抱桿安裝垂直，延伸臂機械強度應滿足承載要求。2.各種鋼材的規(guī)格型號要符合設計要求，無損傷、無變形、無破裂，布局合理、橫平豎直。3.塔基：塔基螺栓緊固，涂有防腐漆或包封，塔基無雜草及堆積物；塔基地面無沉降、無水洞、混凝土強度指數(shù)20~25兆帕；基座混凝土無裂痕，塔基平整。4.塔身：塔體各段構件齊全、無塑性扭曲變形、
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
關注微信公眾號
友情鏈接：