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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)顝娸椛浞较驎r，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。
2019-04-02 10:13
4月1日愚人節(jié)過去，但是今年的愚人節(jié)似乎過程了大型情人節(jié)告白轉(zhuǎn)場，但是沒有想到還有一些明星反套路而行之，愚人節(jié)不愚人，沒想到反而來打假了。萬年老梗終得本尊回復，梁靜茹在線打假某大V乘著愚人節(jié)的“氣氛”，某大V微博博主在也發(fā)博皮下，沒有想到引來本尊“打假”?！澳尘W(wǎng)友”在微博中發(fā)博表示：“梁靜茹要給我勇氣，但我沒要，因為沒有勇氣要?！彪S后，梁靜茹本尊在微博中回復：“我沒給哦！”愚人節(jié)當天得到本準回復，
2019-04-02 09:41
電視天線，顧名思義一種使用到電視上接收型號的天線接收器。解決了很多用戶觀看電視有雪花點的問題，受到了廠家的一致歡迎，但是有人也會問，現(xiàn)在都使用數(shù)字電視了，你還看到電視上還有兩個打叉子嗎？也就是羊角天線嗎？?飛宇信天線廠家，作為有多年天線研發(fā)生產(chǎn)的深圳天線廠家，專業(yè)生產(chǎn)的天線產(chǎn)品有WIFI天線，手機天線，平板天線，汽車天線，車載天線，射頻天線，物聯(lián)網(wǎng)天線等天線產(chǎn)品，受到國內(nèi)外客戶的一致好評，對于天線
2019-04-01 09:49
隨著移動通信的飛速發(fā)展和應用，中國的手機行業(yè)也不斷發(fā)展壯大，當然中國的手機用戶也在迅猛增長。而手機的射頻器件中，手機天線是無源器件，手機天線作為手機上面唯一的一個“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格，這樣才能確保手機的正常用。現(xiàn)在就簡單的介紹一下手機天線的研發(fā)過程中的幾種常見的手機天線測試方法：1、手機天線微波暗室(Anechonicchamber)
2019-04-01 09:37
英雄本色已過去好多年了，各種主創(chuàng)都陸續(xù)離開了，張國榮也是這樣，4月1日了，有多少人想去再看英雄本色了呢？飛宇信天線廠家跟你談WIFI天線對路由器信號強弱的決定性作用。??WIFI天線是接受信號的重要的物件，它是一個靈敏度高、工作效率穩(wěn)定的天線。在無線路由器上設(shè)置天線，就增加了接收無線信號的功能?，F(xiàn)在有的路由器沒有天線，那么它的信號的接收的程度就會弱很多。有的是兩根、或是三根天線，那么它的上網(wǎng)速度就
2019-04-01 09:19
無線路由器的穿墻能力這點目前市場上大家都在探討，找無線路由器的標準都是穿墻能力，但是大家對無線路由器的穿墻能力知多少？這個和什么有關(guān)系？功率和WiFi天線，到底誰重要？????用白熾燈燈泡和射燈來描繪比喻功率和天線的關(guān)系最容易理解不過了。路由器的發(fā)射功率好比燈泡的瓦數(shù)，60W的燈泡比20W的要亮，大功率的無線路由器自然信號源強度會大些。但20W的射燈可以比60W的燈泡更亮，因為射燈燈罩把光都集中在
2019-03-29 09:56
老家的電視因為沒有接通網(wǎng)絡(luò)的原因，所以一直用電視天線，加上家里的父母一直都不舍得花錢，所以只求有幾個臺，可以打發(fā)時間就好了，那你知道電視天線怎么安裝才是對的，才能收到更多的臺呢？1.飛宇信天線廠家認為，電視天線安裝首先要確定架設(shè)天線的地點。為了安全，電視接收天線要遠離電力線路，特別是高壓線。為了減少損失，天線要遠離大的金屬物體。如果可能，使天線比附近的樹木和建筑物高一些。2.電視天線安裝要尋找接收
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