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如何正确選擇天線?需要注意這幾點!

作者:億佰特物聯網應用

億佰特有許多不同種類的射頻子產品,當開始使用一款射頻子產品時,我們通常會考慮使用什麼樣的天線才能使通信距離最大化?下面筆者将從幾個方面讨論如何選擇符合自己需求的天線。

1.确定工作頻段

确定你所使用的射頻子產品的工作頻段,可以從使用者手冊查詢到射頻子產品的工作頻段,例如433MHz的LoRa子產品工作頻段一般為410.125Mhz~493.125Mhz,此時根據常見的天線規格可以選擇中心頻點為433MHz的天線,并且天線的支援頻帶寬度要和射頻子產品的工作頻率一緻或者覆寫射頻子產品的工作頻率。另外,常見的Wi-Fi子產品有的會同時使用2.4G頻段和5.8G頻段,是以在針對這種射頻電路的時候需要選擇多頻段支援的天線。

如何正确選擇天線?需要注意這幾點!

2.确定天線的類型

天線根據安裝位置不同,主要可分為外置天線和内置天線。需要根據産品結構确定是選用外置天線還是内置天線。外置天線安裝在裝置外部,增益高、受環境影響較小但占用空間大。如膠棒天線、吸盤天線、玻璃鋼天線、平闆天線、八木天線等。内置天線内置于産品安裝使用,增益相對較高、體積小、受環境影響較大,如PCB天線、FPC天線、彈簧天線、LDS天線等。

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3.确定增益要求

天線的增益決定了其輻射和接收信号的能力。高增益天線适用于需要遠距離通信或在信号較弱的環境中工作的場景。然而,高增益通常伴随着狹窄的波束寬度,這可能不适用于需要覆寫廣泛區域的應用。是以,要合理的确定所需要的增益,首先要确定所需要覆寫的距離和通信環境中是否存在障礙物,确定好通信環境之後可以判斷是否使用窄波束天線,然後進行連結預算分析,考慮發射端和接收端的所有損耗和增益,包括:發射功率、發射端增益、傳輸損耗、接收靈敏度及接收天線增益。

4.确定天線的方向性

天線可以是定向的(方向性)或全向的。定向天線适用于需要将信号發送或接收到特定方向的場景,而全向天線适用于需要在所有方向上進行通信的場景。在确定接收位置且通信環境障礙物少的情況下使用定向天線瞄準,接收天線傳輸通常會得到較遠的傳輸距離。

不同天線的極化方向是不同的,天線的極化方向應與系統中其他天線的極化方向比對,以確定最佳的信号傳輸效果。常見的極化方向包括垂直極化和水準極化。以我司常用的膠棒天線為例,膠棒天線的極化方向是沿着膠棒的徑向擴充的,在發射和接收系統中,對于膠棒天線應當保持兩邊的膠棒天線始終平行。

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5.确定天線的輸入阻抗

常見的傳輸系統采用50Ω阻抗,也有使用75Ω阻抗的系統,在選擇天線時需要注意射頻子產品的輸出阻抗要和天線的輸入阻抗一緻。

在某些尺寸首先的條件下需要考慮天線的實體尺寸要求,通常天線的尺寸越小往空間中輻射電磁波的面積越小,通信距離也會打折扣,是以在需要保證尺寸的情況下,建議選擇輻射面積大的天線。

6.天線成本

最後考慮天線的成本因素。在選擇天線時,需要在性能和預算之間找到平衡。通常情況下,成本和天線尺寸、高增益成正比。

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