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無線模塊的最佳搭檔:天線全面選型指南

2024-10-31 11:42

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在無線通信領域,無線模塊天線的選擇至關重要。它不僅影響信號的覆蓋范圍和傳輸質量,還直接關系到系統(tǒng)的整體性能。在眾多無線模塊中,找到合適的天線可以最大化其潛力,確保穩(wěn)定和高效的數據傳輸。

 

在設計適用于射頻系統(tǒng)的無線收發(fā)設備時,天線的設計與選擇是一個至關重要的組成部分。優(yōu)質的天線系統(tǒng)能夠確保通信距離達到最佳水平。通常,同類天線的尺寸與射頻信號的波長成正比,信號強度越高,所需的天線數量也會增加。

 

根據安裝位置,天線可分為內置天線和外置天線。內置天線指的是安裝在設備內部的天線,而外置天線則是安裝在設備外部的。

在空間受限或頻段較多的情況下,天線設計會變得更加復雜。外置天線通常是標準產品,用戶只需選擇所需頻段的天線即可,無需進行額外調試,使用起來方便快捷。

 

RF天線

 

天線主要類型有哪些?

外置天線外置天線從輻射場輻射角度方向的不同可分為全向天線和定向天線。

內置天線:內置天線主要是指可以放置在設備內部的天線總稱。

全向天線:這種天線能夠在水平面上均勻輻射信號,適合需要360度覆蓋的應用,如家庭Wi-Fi路由器和移動設備。

定向天線:所謂定向天線,就是在某個或某些特定方向發(fā)射、接收電磁波強度特別大,但在另一些方向發(fā)射、接受電磁波強度為0或最小。使用定向接收天線主要為了提高信號強度,提高抗干擾能力。

PCB天線:這種天線直接印刷在電路板上,適合空間有限的設備,通常用于小型無線模塊和IoT設備。

FPC天線:FPC天線是一種柔性印刷電路天線,具有輕量化、高效能和易于集成的特點

隱蔽式天線:為了滿足美觀要求,隱蔽式天線設計為可以隱藏在設備內或偽裝成其他物品,適合需要美觀且不影響信號的場合。

 

天線類型

 

天線選型指南

在給通信模塊選擇合適的天線,首先要根據模塊結構確定選用內置還是外置天線。

外置天線外置天線增益高,受環(huán)境影響小,節(jié)省開發(fā)周期,但占用空間可能影響產品美觀。

內置天線內置天線增益相對較高,內置于設備內,保持外觀美觀。

吸盤天線具有較高增益,安裝固定方便。

 

銅棒吸盤天線采用大直徑純銅輻射體,效率高且?guī)拸V。

膠棒天線增益適中,成本低。

玻璃鋼天線適應惡劣環(huán)境,適合超遠距離信號覆蓋。

 

RF天線

 

外置定向天線:一般用于通訊距離遠、信號覆蓋范圍小、目標密度大的環(huán)境。

平板天線:效率較高,體積小,便于安裝,同時考慮增益和輻射區(qū)域的影響。

八木天線具有極高增益,體積稍大,方向性強,適合超遠距離信號傳輸,但使用時需注意天線方向。

內置天線選型:一般的內置天線均受環(huán)境影響,需要定制設計或者阻抗匹配。

彈簧天線價格便宜,但增益低、帶寬窄,內置時常需調試以實現(xiàn)良好匹配。

陶瓷貼片天線占用空間小,性能較好,但帶寬較窄。

 

如何評估一款天線性能的優(yōu)劣?

工作頻率工作頻率是天線最基本的參數,代表該天線能夠輻射或接收的信號頻率。

增益增益是衡量天線在特定方向上增強信號能力的指標,通常dB表示。增益越高,天線在該方向上的信號強度越強。

接收靈敏度:靈敏度越高,天線能夠接收的信號越微弱。

電壓駐波比駐波比是反映天線匹配程度的指標,駐波中最大電壓與最小電壓之比,值越接近1:1,表示天線與饋線匹配越好,信號反射越少。

 

天線駐波比

 

如何選擇天線?

常見的天線有彈簧天線、棒狀天線和吸盤天線,具體如何選擇要根據模塊的功率,頻率大小不同,選擇不同的天線匹配。

在使用天線時,應確保設備在天線支持的頻段內工作,以實現(xiàn)最佳的傳輸效果。通常,吸盤天線的增益高于棒狀天線和彈簧天線。在通信系統(tǒng)中,天線的增益直接影響其輻射或接收無線信號的能力;在相同條件下,增益越高,無線信號的傳播距離也越遠。