干貨|如何選擇天線(xiàn) ，掌握這幾步很重要

天線(xiàn)是一種用于接收和發(fā)射電磁波的設備，利用振蕩電流產(chǎn)生電磁場(chǎng)，進(jìn)而輻射出電磁波。當接收信號時(shí)，天線(xiàn)接收到的電磁波會(huì )引起其中的電流振蕩，從而將信號轉換為電能，用來(lái)實(shí)現無(wú)線(xiàn)信號的傳輸和接收。在工業(yè)、通信、航空航天、醫療和消費電子等領(lǐng)域中起著(zhù)關(guān)鍵作用。

由于有許多不同類(lèi)型的天線(xiàn)，如何選擇天線(xiàn)？掌握這幾步很重要，天線(xiàn)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(xiàn)需要考慮以下幾個(gè)因素：

1. 應用需求：確定所需的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議和頻率范圍。不同的應用需要不同類(lèi)型和頻率的天線(xiàn)。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(xiàn)將被放置的環(huán)境，例如室內還是室外，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(xiàn)，例如室內天線(xiàn)和室外天線(xiàn)。

3.天線(xiàn)類(lèi)型：根據應用需求選擇合適的天線(xiàn)類(lèi)型，例如貼片天線(xiàn)、桿狀天線(xiàn)、PCB天線(xiàn)等。每種類(lèi)型的天線(xiàn)都有其優(yōu)點(diǎn)和限制。

4.增益要求：增益是指天線(xiàn)在特定方向上輻射或接收信號的能力。較高的增益可提供更遠的傳輸距離，但也可能導致較窄的覆蓋范圍。根據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(xiàn)是否需要具備方向性。全向天線(xiàn)可在各個(gè)方向上輻射或接收信號，而定向天線(xiàn)可以集中輻射或接收信號到特定方向。根據應用需求選擇合適的方向性。

6.阻抗匹配：確保天線(xiàn)的阻抗與無(wú)線(xiàn)設備的輸出阻抗匹配。阻抗不匹配可能導致信號損失和反射。

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

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

綜上所述，選擇合適的天線(xiàn)需要綜合考慮應用需求、環(huán)境條件、天線(xiàn)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)仔細評估這些因素，并與可靠的供應商合作，可以選擇最適合的天線(xiàn)來(lái)滿(mǎn)足特定的無(wú)線(xiàn)通信需求。摩天射頻小編總結如下：

MyAntenna天線(xiàn)如表 2 所示:

協(xié)議和頻率

天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)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)議對應不同的操作頻率。例如，Bluetooth 天線(xiàn)在 2.4 GHz 至 2.485 GHz 的頻率范圍內運行，而 NFC 天線(xiàn)在 13.56 MHz 的頻率下運行。即使在同一協(xié)議內，也會(huì )分配不同的頻段。若要選擇最合適的天線(xiàn)，用戶(hù)必須同時(shí)定義協(xié)議和操作頻率。

類(lèi)型

該天線(xiàn)有多種規格和形狀，最終選擇取決于客戶(hù)偏好和使用環(huán)境的考量。根據天線(xiàn)的材料和制作工藝，可以將其分為 PCB、SMT、FPC、陶瓷和外桿天線(xiàn)。例如，為了將天線(xiàn)焊接到 PCB，表面貼裝天線(xiàn)是最合適的選擇。當天線(xiàn)放置在殼體的內壁且通過(guò)射頻連接器進(jìn)行連接時(shí)，可以選擇 FPC 或 PCB 天線(xiàn)，當天線(xiàn)放置在產(chǎn)品外部時(shí)，可以選擇外桿天線(xiàn)。但是，由于天線(xiàn)的傳輸能力對其周?chē)h(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(xiàn)類(lèi)型之前確定其位置。

尺寸

天線(xiàn)根據所需的運行波長(cháng)/頻率設計。波長(cháng)越長(cháng)，天線(xiàn)傳輸效果就越好。為了獲得最佳無(wú)線(xiàn)性能，用戶(hù)應在產(chǎn)品尺寸允許的情況下選擇更大的天線(xiàn)。

平衡性

不平衡天線(xiàn)的尺寸較小，但它使用 PCB 接地作為天線(xiàn)系統的一部分，而平衡天線(xiàn)雖然尺寸更大，但可以獨立運行。如果產(chǎn)品尺寸允許，最好選擇平衡天線(xiàn)。如果無(wú)法使用平衡天線(xiàn)，請選擇適當大小的 PCB 接地。

性能指標

天線(xiàn)的性能取決于幾個(gè)指標，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(xiàn)的阻抗需要與無(wú)線(xiàn)模塊的輸出阻抗一致，通常為 50 歐姆。

b. 效率

天線(xiàn)效率是決定天線(xiàn)發(fā)射率的關(guān)鍵指標，其指定了在能量交換過(guò)程中會(huì )損失的能量數量。效率越高，天線(xiàn)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到天線(xiàn)的能量。此值越小，傳輸的能量越多。通常，S11 ≤ -6 dB 或 VSWR ≤ 3 表示性能可接受。

d. 輻射方向圖

天線(xiàn)的輻射方向圖顯示了天線(xiàn)在 3D 平面中的輻射方式。輻射方向圖取決于天線(xiàn)類(lèi)型和周?chē)h(huán)境。如果在自由空間（無(wú)周?chē)蓴_）的場(chǎng)景下測試輻射方向圖，則測試結果可能無(wú)法代表真實(shí)的情境方向圖，因為輻射會(huì )因環(huán)境的反射和負載而變化。此方向圖將通過(guò)指示強角度和弱角度，顯示增益（如下所述）在 3D 空間中的分布位置和方式。

根據應用，用戶(hù)需要選擇全方位或單向天線(xiàn)。全方位天線(xiàn)通常更適合一般用途，而定向天線(xiàn)則更適合 GPS 或類(lèi)似應用。

e. 增益（平均值和峰值）

天線(xiàn)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(xiàn)相比，圓形天線(xiàn)輻射方向圖的峰值增益更低。對于輻射方向圖，峰值增益在自由空間和天線(xiàn)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(xiàn)的重要性能指標，此指標表示其純度。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(xiàn)阻抗以匹配 50 歐姆。對于可接受 S11/VSWR 的天線(xiàn)，某些天線(xiàn)需要具備匹配電路。這通常會(huì )在應用指南中指定。此應用指南還參考了許多其他指南，以實(shí)現最佳天線(xiàn)性能。