【技術(shù)分享】別讓天線,拖了你無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮笸?/h1>
無線數(shù)傳電臺組網(wǎng)時(shí),特別要注意天線的選擇,它通過影響無線模塊的發(fā)射功率、接收靈敏度來影響無線模塊的通信距離。天線架設(shè)的相對高度和天線的選擇,是決定通訊距離的第一因素。
01天線
天線是無源器件,不能產(chǎn)生能量,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)。

02天線種類
(1)陶瓷貼裝天線和PCB天線作為內(nèi)置天線,體積較小,安裝在產(chǎn)品殼體內(nèi)。

對于手持機(jī)、穿戴設(shè)計(jì)、智能家居等小尺寸產(chǎn)品,普遍采用內(nèi)置天線??臻g占用小、集成度高,產(chǎn)品外觀更美觀,性能比外置天線略弱一點(diǎn)。
(2)膠棒天線體積大,需要安裝在用戶產(chǎn)品殼體外部。

(3)吸盤天線具有較長引線,可以安裝在用戶產(chǎn)品一定距離之外。

其性能表現(xiàn)受其吸附物體影響,通常吸附在接地金屬物體表面性能表現(xiàn)最佳。

03天線選擇
(1)天線增益
天線的增益由振子疊加而產(chǎn)生,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)生的信號的功率密度的比值。
增益的大小反應(yīng)了天線輻射出去能量的集中程度,增益越大,能量越集中。全向天線(一般是指垂直于天線軸線的面的全向天線)輻射能力也是具有方向性的,選擇或者安裝不當(dāng)也會影響整體性能表現(xiàn)。

(2)天線工作頻率
諧振頻率就是通常所說的天線工作頻率,天線要配合電臺的工作頻率,尤其要注意天線的帶寬。如果電臺工作于天線的有效帶寬之外,通信效果會變差。
(3)天線阻抗
電臺天線口阻抗應(yīng)和天線的阻抗應(yīng)匹配,對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。
(4)駐波比
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,沒有能量反射到傳輸線;駐波比無窮大,表征全部能量被反射到傳輸線系統(tǒng),沒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。

04天線實(shí)測
S11:-16.97dB
S11表示的就是回波損耗,即有多少能量被反射回源端,該參數(shù)值越小越好,一般低于-20dB就表示<1%的能量被反射回來,>99%的能量被發(fā)射出去。

Smith:50.08歐姆
史密斯圓圖能直觀地反映出天線的阻抗匹配,因模塊采用50歐姆阻抗匹配,故天線阻抗越接近50歐姆越能與我司模塊良好的匹配。

SWR:1.03
SWR指駐波波腹電壓與波谷電壓幅度之比,又稱為駐波系數(shù)、駐波比。駐波比等于1時(shí),表示饋線和天線的阻抗完全匹配,此時(shí)高頻能量全部被天線輻射出去,沒有能量的反射損耗;駐波比為無窮大時(shí),表示全反射,能量完全沒有輻射出去。
