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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，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(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。
2019-03-07 09:37
在無線電通信技術(shù)實際應(yīng)用的過程中，天線作為其中重要的組成部分，在整個無線電通信系統(tǒng)運行的過程中有著十分重要的作用。通常情況下，天線功能主要是應(yīng)用于對信號的傳播，在整個無線電通信系統(tǒng)中起到一個電波輸出和接收的作用。因此在無線電通信系統(tǒng)安裝施工的過程中，對天線的選擇和安裝是很重要的。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，無線電通信技術(shù)已經(jīng)得到了人們的廣泛應(yīng)用，這不僅有利于人類社會經(jīng)濟的發(fā)展，還給人們的生活帶來了許多
2019-03-06 11:25
無線行業(yè)最為代表性的就是天線了，確保了使用型號的完善交流和穩(wěn)定，解決了用戶在使用交流時信號的時好時壞問題以及型號完全消失的問題。所以很多的用戶都選擇天線做為信號直接或間接的放大或是傳播媒介。??在深圳作為科技領(lǐng)先的地方，生產(chǎn)天線的企業(yè)有很多，不同的企業(yè)生產(chǎn)的天線質(zhì)量也有所不同，很多的天線批發(fā)，天線定制的采購批發(fā)商都會困惑應(yīng)該怎么選擇有保障的企業(yè)，這里為你推薦深圳市飛宇信電子有限公司。?深圳市飛宇信
2019-03-06 09:33
放眼目前的路由器市場，絕大多數(shù)的廠家都是采用外置天線的設(shè)計，少到兩根天線，多到八根天線甚至有更多的，然而天線越多真的就越好嗎？其實并不是這樣的，內(nèi)置天線的路由信號強度不輸給外置天線，還可以節(jié)省空間。路由器到底是外置天線好還是內(nèi)置天線好，這個問題已經(jīng)困惱消費者很久了，然而近年來許多團隊的研究都表明了，在同一環(huán)境下，天線的內(nèi)外之別并不是決定路由器無線信號表現(xiàn)的重要因素。真正決定無線路由器信號優(yōu)劣的因素
2019-03-06 09:27
WIFI天線也就是常說的天線無線路由器。無線路由器范圍包括單天線、雙天線和三天線后續(xù)還有多天線路由器。1、雙天線和單天線區(qū)別在是雙發(fā)雙收，還是單發(fā)單收，前者局域網(wǎng)速度是300M，后者局域網(wǎng)一般是150M。雙天線路由器在使用時最好不要讓兩條天線平行，了兩者最好成135度張角，即一條天線與桌面垂直，另一條與桌面成45度角。2、單天線路由、雙天線路由、三線四線有區(qū)別，但對于實際使用過程中的影響并不大，這
2019-03-05 15:47
有兩種類型的Wifi天線：用于移動電話的內(nèi)部和外部天線和用于無線路由器的外部天線。WiFi天線有什么作用？WiFi天線如何提高無線網(wǎng)絡(luò)性能？今天飛宇信天線廠家將與你們分享WiFi天線有什么作用相關(guān)干貨。WiFi天線有什么作用？天線是發(fā)射和接收電磁波的重要設(shè)備。天線將接收到的信號發(fā)送給接收機，然后輸出。許多產(chǎn)品，如路由器，需要WiFi天線。在沒有天線的情況下，接收信號的能力較差，容易影響互聯(lián)網(wǎng)接入的
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(shè)備4.電子周邊產(chǎn)品等高科技尖端領(lǐng)域，從而拉長產(chǎn)品線的經(jīng)營，提高服務(wù)質(zhì)量，滿足客戶需求.
深圳市飛宇信電子有限公司
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