【技術(shù)分享】天線的選擇使用
背景:信息傳輸高速發(fā)展,無(wú)線模塊的應(yīng)用愈加廣泛。無(wú)線模塊被廣泛的應(yīng)用于遙控、無(wú)線抄表、身份識(shí)別、電子價(jià)簽、信號(hào)采集等領(lǐng)域中,因而對(duì)無(wú)線模塊的通信距離也提出了更高的要求。
? ? ?無(wú)線模塊傳輸距離主要受發(fā)射功率、接收靈敏度的影響。天線對(duì)上述參數(shù)影響尤為明顯,本文探討天線對(duì)無(wú)線模組整體通信表現(xiàn)的影響。
天線主要參數(shù)
? ? ? ?天線是一種換能器件,它將電能轉(zhuǎn)換為電磁能,然后輻射到自由空間,或者將自由空間的電磁能轉(zhuǎn)換為電能。因此,轉(zhuǎn)換效率是考量天線性能的重要指標(biāo)。根據(jù)天線設(shè)計(jì)方式不同還有諧振頻率,帶寬,增益,駐波比,特征阻抗等考量指標(biāo),根據(jù)天線原理不同還有極化方式等考量指標(biāo)。
天線選擇
對(duì)于短距離微功率通信模組需要,常見垂直極化,50歐特征阻抗的天線,用戶選擇天線需要主要考量諧振頻率,增益,駐波比三個(gè)參數(shù)。當(dāng)然天線類型是首要考慮的,陶瓷貼裝天線和軟板印刷體積小,安裝在產(chǎn)品殼體內(nèi),不影響美觀;膠棒天線體積大,需要安裝在用戶產(chǎn)品殼體外部;吸盤天線具有較長(zhǎng)引線,可以安裝在用戶產(chǎn)品一定距離之外,但是性能表現(xiàn)受其吸附物體影響。
? ? ? 諧振頻率就是通常所說(shuō)的天線工作頻率,大多數(shù)用戶反映整體通信距離存在較大差異都是由于沒(méi)有選擇正確諧振頻率的天線造成的。

駐波比全稱電壓駐波比,指天線駐波波腹電壓與波谷電壓幅度的比值。它反映天線與傳輸線系統(tǒng)的匹配程度,反映天線將電能轉(zhuǎn)化為電磁能的能力。理想情況下駐波比=1,表征傳輸線系統(tǒng)與天線完全匹配,天線將能量全部輻射到自由空間,沒(méi)有能量反射到傳輸線;駐波比無(wú)窮大,表征全部能量被反射到傳輸線系統(tǒng),沒(méi)有能量輻射到自由空間。因此選擇天線時(shí)駐波比參數(shù)越接近1越好,通常情況下,天線駐波比低于2的都可以視為優(yōu)秀。
增益在天線領(lǐng)域表示天線輻射集中程度。是在相同輸入功率的條件下,實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度的比值??梢娙蛱炀€輻射能力也是具有方向性的,選擇或者安裝不當(dāng)也會(huì)影響整體性能表現(xiàn)。

天線安裝
? ? ? ?天線對(duì)安裝使用環(huán)境較為敏感,尤其天線安裝在產(chǎn)品殼體內(nèi)部或者表面的情況,殼體材料,內(nèi)部其他器件都對(duì)天線的表現(xiàn)有較大影響。此類情況通常先選取適當(dāng)位置安裝上合適的天線,使用儀器獲取天線的相關(guān)參數(shù),調(diào)整無(wú)線模塊和天線之間的匹配電路或者重新設(shè)計(jì)適合的天線。


? ? ? ?吸盤天線需要吸附在其他物體表面使用,通常吸附在接地金屬物體表面性能表現(xiàn)最佳,具體情況還是不同物體不同位置多次嘗試,選擇最佳位置。

總結(jié)
? ? ? ?天線只是影響無(wú)線通信效果的因素之一,正確地選擇使用天線能解決大多數(shù)通信效果不理想的問(wèn)題。實(shí)際應(yīng)用中也可能存在其他例如信道干擾等問(wèn)題,用戶需要根據(jù)具體部署使用情況具體分析,靈活處理。