干貨|如何選擇天線 ，掌握這幾步很重要

摩天射頻

天線是一種用于接收和發(fā)射電磁波的設(shè)備，利用振蕩電流產(chǎn)生電磁場(chǎng)，進(jìn)而輻射出電磁波。當(dāng)接收信號(hào)時(shí)，天線接收到的電磁波會(huì)引起其中的電流振蕩，從而將信號(hào)轉(zhuǎn)換為電能，用來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的傳輸和接收。在工業(yè)、通信、航空航天、醫(yī)療和消費(fèi)電子等領(lǐng)域中起著關(guān)鍵作用。



由于有許多不同類(lèi)型的天線，如何選擇天線？掌握這幾步很重要，



天線的性能取決于多個(gè)因素，包括頻率范圍、增益、方向性、極化和阻抗匹配等。選擇合適的天線需要考慮以下幾個(gè)因素：



1.應(yīng)用需求：確定所需的無(wú)線通信協(xié)議和頻率范圍。不同的應(yīng)用需要不同類(lèi)型和頻率的天線。例如，Wi-Fi通信使用2.4 GHz或5 GHz頻段，而蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用不同的頻段。



2.環(huán)境條件：考慮天線將被放置的環(huán)境，例如室內(nèi)還是室外，是否有干擾源等。不同的環(huán)境可能需要不同類(lèi)型的天線，例如室內(nèi)天線和室外天線。



3.天線類(lèi)型：根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的天線類(lèi)型，例如貼片天線、桿狀天線、PCB天線等。每種類(lèi)型的天線都有其優(yōu)點(diǎn)和限制。



4.增益要求：增益是指天線在特定方向上輻射或接收信號(hào)的能力。較高的增益可**更遠(yuǎn)的傳輸距離，但也可能導(dǎo)致較窄的覆蓋范圍。根據(jù)所需的傳輸距離和覆蓋范圍選擇合適的增益。



5.方向性：確定天線是否需要具備方向性。全向天線可在各個(gè)方向上輻射或接收信號(hào)，而定向天線可以集中輻射或接收信號(hào)到特定方向。根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的方向性。



6.阻抗匹配：確保天線的阻抗與無(wú)線設(shè)備的輸出阻抗匹配。阻抗不匹配可能導(dǎo)致信號(hào)損失和反射。



7.可靠性和耐用性：考慮天線的耐用性和可靠性，特別是在惡劣環(huán)境下的使用。天線應(yīng)具備防水、防塵、抗震、抗干擾等特性。



8.成本和供應(yīng)商選擇：根據(jù)預(yù)算和可靠的供應(yīng)商選擇合適的天線�？紤]供應(yīng)商的信譽(yù)、質(zhì)量控制和售后服務(wù)。



綜上所述，選擇合適的天線需要綜合考慮應(yīng)用需求、環(huán)境條件、天線類(lèi)型、增益要求、方向性、阻抗匹配、可靠性和成本等因素。通過(guò)仔細(xì)評(píng)估這些因素，并與可靠的供應(yīng)商**，可以選擇最適合的天線來(lái)滿足特定的無(wú)線通信需求。摩天射頻小編總結(jié)如下：對(duì)于有需求的客戶可以從摩天射頻天線*網(wǎng)產(chǎn)品庫(kù)中搜索天線

MyAntenna天線如表 2 所示:

協(xié)議和頻率



天線的無(wú)線協(xié)議和操作頻率取決于其適用的協(xié)議，例如 Bluetooth/Wi-Fi、GNSS、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、超寬帶、ISM 和 NFC。各種協(xié)議對(duì)應(yīng)不同的操作頻率。例如，Bluetooth 天線在 2.4 GHz 至 2.485 GHz 的頻率范圍內(nèi)運(yùn)行，而 NFC 天線在 13.56 MHz 的頻率下運(yùn)行。即使在同一協(xié)議內(nèi)，也會(huì)分配不同的頻段。若要選擇最合適的天線，用戶必須同時(shí)定義協(xié)議和操作頻率。



類(lèi)型



該天線有多種規(guī)格和形狀，最終選擇取決于客戶偏好和使用環(huán)境的考量。根據(jù)天線的材料和制作工藝，可以將其分為 PCB、smt、FPC、陶瓷和外桿天線。例如，為了將天線焊接到 PCB，表面貼裝天線是最合適的選擇。當(dāng)天線放置在殼體的內(nèi)壁且通過(guò)射頻連接器進(jìn)行連接時(shí)，可以選擇 FPC 或 PCB 天線，當(dāng)天線放置在產(chǎn)品外部時(shí)，可以選擇外桿天線。但是，由于天線的傳輸能力對(duì)其周?chē)�環(huán)境非常敏感，因此為了獲得最佳傳輸效果，最好在選擇天線類(lèi)型之前確定其位置。



尺寸



天線根據(jù)所需的運(yùn)行波長(zhǎng)/頻率設(shè)計(jì)。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，天線傳輸效果就越好。為了獲得最佳無(wú)線性能，用戶應(yīng)在產(chǎn)品尺寸允許的情況下選擇更大的天線。



平衡性



不平衡天線的尺寸較小，但它使用 PCB 接地作為天線系統(tǒng)的一部分，而平衡天線雖然尺寸更大，但可以**運(yùn)行。如果產(chǎn)品尺寸允許，最好選擇平衡天線。如果無(wú)法使用平衡天線，請(qǐng)選擇適當(dāng)大小的 PCB 接地。



性能指標(biāo)



天線的性能取決于幾個(gè)指標(biāo)，例如阻抗、效率、S11/VSWR、輻射方向圖、增益、極化和軸向比。



a. 阻抗



天線的阻抗需要與無(wú)線模塊的輸出阻抗一致，通常為 50 歐姆。



b. 效率



天線效率是決定天線發(fā)射率的關(guān)鍵指標(biāo)，其指定了在能量交換過(guò)程中會(huì)損失的能量數(shù)量。效率越高，天線性能就越好。通常，如該值大于 40%，則表示性能可以接受。



c. 回波損耗 (S11) 和電壓駐波比 (VSWR)



S11 或 VSWR 表示射頻電路中反射并傳輸?shù)教炀�的能量。此值越小，傳輸?shù)哪芰吭蕉�。通常，S11 ≤ -6 dB 或 VSWR ≤ 3 表示性能可接受。

d. 輻射方向圖



天線的輻射方向圖顯示了天線在 3D 平面中的輻射方式。輻射方向圖取決于天線類(lèi)型和周?chē)�環(huán)境。如果在自由空間（無(wú)周?chē)�干擾）的場(chǎng)景下測(cè)試輻射方向圖，則測(cè)試結(jié)果可能無(wú)法代表真實(shí)的情境方向圖，因?yàn)檩椛鋾?huì)因環(huán)境的反射和負(fù)載而變化。此方向圖將通過(guò)指示強(qiáng)角度和弱角度，顯示增益（如下所述）在 3D 空間中的分布位置和方式。



根據(jù)應(yīng)用，用戶需要選擇全方位或單向天線。全方位天線通常更適合一般用途，而定向天線則更適合 GPS 或類(lèi)似應(yīng)用。



e. 增益（平均值和峰值）



天線增益通常被視為平均增益或峰值增益。平均增益是 3D 空間中所有角度下頻率增益的平均值，而峰值增益則是此頻率的最大增益。平均增益等于效率，平均增益越高，效率也越高。與定向天線相比，圓形天線輻射方向圖的峰值增益更低。對(duì)于輻射方向圖，峰值增益在自由空間和天線安裝在裝置上時(shí)會(huì)有所不同。



f. 軸向比



軸向比是圓極化天線的重要性能指標(biāo)，此指標(biāo)表示其純度。通常，軸向比小于 3 dB 時(shí)表示性能良好。



6. 匹配網(wǎng)絡(luò)



匹配網(wǎng)絡(luò)旨在優(yōu)化天線阻抗以匹配 50 歐姆。對(duì)于可接受 S11/VSWR 的天線，某些天線需要具備匹配電路。這通常會(huì)在應(yīng)用指南中指定。此應(yīng)用指南還參考了許多其他指南，以實(shí)現(xiàn)最佳天線性能。