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
怎么讓天線優(yōu)化讓無產(chǎn)品傳輸距離更遠(yuǎn)？
發(fā)布時(shí)間：
2019-07-11 16:24
無線模塊的通信距離是一項(xiàng)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(yàn)及對(duì)天線的選擇與使用方法做了一些說明，希望對(duì)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(duì)空間要求小的產(chǎn)品，但是該類型天線價(jià)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(hào)輻射到自由空間，這時(shí)候選擇合適的天線對(duì)于傳輸距離就有很大的影響。天線對(duì)周圍環(huán)境很敏感，很多情況下會(huì)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(duì)天線設(shè)計(jì)需要考慮的因素不清楚，這里我們給出在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的一些經(jīng)驗(yàn)，便于客戶更好地設(shè)計(jì)出自己的電路與PCB，增加項(xiàng)目的成功機(jī)會(huì)。
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(duì)應(yīng)的理想傳輸距離在手冊(cè)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(gè)：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(duì)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(cè)試一下SWR。駐波比與回波損耗、傳輸功率的對(duì)照表如下所示：
駐波比與回波損耗、傳輸功率對(duì)照表
由上表可知，VSWR=1.5時(shí)，理論傳輸功率為96%，當(dāng)VSWR=2時(shí)，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(shí)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(duì)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(cuò)誤!未找到引用源。所示是一個(gè)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(shí)，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(shí)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(hào)質(zhì)量。另外，金屬平板對(duì)信號(hào)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(cè)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(cè)試無線模塊相互通信時(shí)，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(shí)，通信的距離可以達(dá)到最大。如果天線安裝的不合適，會(huì)導(dǎo)致通信距離變短，甚至無法通信。工程師在測(cè)試無線模塊通信時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到信號(hào)弱、通信距離沒有達(dá)到手冊(cè)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(cè)試一下天線本身的性能，然后再按照天線信號(hào)輻射強(qiáng)的方向來測(cè)試，會(huì)得到更好的測(cè)試結(jié)果。
三、天線部分電路
1、匹配電路設(shè)計(jì)：在原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，需要在天線與模塊射頻輸出管腳預(yù)留一個(gè)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(gè)網(wǎng)絡(luò)是為了在天線嚴(yán)重偏離50歐姆阻抗時(shí)，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(jì)時(shí)，這三個(gè)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(duì)匹配電路的影響。
匹配電路
2、微帶線設(shè)計(jì)：在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，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(yàn)，當(dāng)線寬約為微帶線距離參考層距離的2.2倍時(shí)，微帶線的特征阻抗約為50歐姆。具體設(shè)計(jì)時(shí),建議使用微帶線阻抗控制工具（ADS、txline等）來計(jì)算,并通過實(shí)際調(diào)試來完成微帶線的設(shè)計(jì)。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(duì)天線的影響；如果天線附近有金屬材料的物體時(shí)，金屬能反射電磁波，不但會(huì)影響天線的實(shí)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(shí)，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(chǎng)合，不要在外殼表面使用具有金屬成分的噴漆或者鍍層。
2020-12-24 15:15
GPS天線是什么天線構(gòu)造是怎樣，GPS用途越來越廣，應(yīng)用的地方有手機(jī)，汽車，無人機(jī)，軍事領(lǐng)域，等等都需要用到GPS，gps接受信號(hào)就必須要有g(shù)ps天線
2020-12-24 15:03
鯊魚鰭天線雖然比更加傳統(tǒng)的外置天線好看一點(diǎn)，隨著時(shí)代在發(fā)展，集成在汽車的平板天線也要全面取代鯊魚鰭天線。
2020-12-23 15:29
早期無線路由器天線都是外置天線，但是呢由于消費(fèi)者覺得是天線越多信號(hào)越好，各方面都好，廠家為了迎合消費(fèi)者也將無線路由器越做越多天線，個(gè)別用戶也開始覺得這樣的路由器太丑了，效果也沒想象中好，而隨著隨著科技技術(shù)的發(fā)展，隱藏式天線逐漸流行，由于天線被“隱藏”了，因此路由器變得更大方美觀，隨便往家里一放還能當(dāng)裝飾品。
2020-12-23 15:25
天線生產(chǎn)廠家選飛宇信-生產(chǎn)能力,30000平米實(shí)力工廠600人生產(chǎn)力，產(chǎn)品覆蓋（GSM,MB,Lora，藍(lán)牙，GPS,2G,3G,4G,5G）等無線通信領(lǐng)域，可提供OEM\ODM\EMS服務(wù)器。
2020-12-22 14:34
天線生產(chǎn)廠家飛宇信始創(chuàng)于2007年，是一家專注通訊天線、模塊類、應(yīng)用解決方案，到無線終端通訊設(shè)備的研發(fā)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，銷售于一體的國家高新技術(shù)企業(yè)，總部位于深圳市橫崗飛宇信工業(yè)園，擁有先進(jìn)設(shè)備的獨(dú)立研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。借助強(qiáng)大的天線發(fā)展，天線需求越來越大，飛宇信專注天線領(lǐng)域也獲得良好的發(fā)展，作為天線生產(chǎn)廠家必須讓你們知道天線的發(fā)展史。
2020-12-22 14:19
天線根據(jù)工程師設(shè)計(jì)師在不同需求里能發(fā)揮出相應(yīng)的效果，因此會(huì)出現(xiàn)各式各樣的天線，天線簡(jiǎn)單的分類可分為按工作性質(zhì)，使用場(chǎng)合，用途，維數(shù)，用途，方向性，工作波長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)形式和工作原理等等分類。
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(hào)）
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(hào)
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(hào)
友情鏈接：
網(wǎng)站建設(shè)：中企動(dòng)力 龍崗