如何正確做好天線的選擇和匹配，這篇你一定要看

影響無線通信效果的因素有很多，天線便是其中之一，為了解決大多數(shù)通信效果不理想的問題，正確地選擇并使用天線是很必要的。

TIANXIAN

一、用戶選擇天線時(shí)主要關(guān)注這幾點(diǎn)因素

1.用戶們首先關(guān)注的是天線的頻率范圍（天線頻段）。

天線的頻率應(yīng)匹配無線模塊的頻率，如433M無線模塊需要匹配433M的天線。

2.其次是相關(guān)尺寸和類型。

天線要安裝在哪，需要匹配對應(yīng)尺寸，比如無線模塊常用的天線，有外置和內(nèi)置之分，外置天線有彈簧天線、短膠棒天線、吸盤天線等，它的優(yōu)點(diǎn)有信號的方向指向性好、效率高、抗干擾能力強(qiáng)等。

AS12-TTL彈簧天線

而PCB板載天線，就屬于常見的內(nèi)置天線，具有體積小、便于集成、無需單獨(dú)安裝等優(yōu)點(diǎn)。

天線類型舉例

①PCB板載天線，將天線通過PCB工藝實(shí)現(xiàn)，測試和使用都不需要單獨(dú)組裝天線，不易觸碰損壞且組裝方便。這種PCB板載天線在WiFi模塊、藍(lán)牙模塊、ZigBee等工作在2.4GHz頻段的無線模塊上應(yīng)用極為廣泛。

②膠棒天線體積大，需要安裝在用戶產(chǎn)品殼體外部；

③吸盤天線具有較強(qiáng)抗干擾性，可以安裝在用戶產(chǎn)品一定距離之外，通過提高天線高度，提升通信距離，且可以減少設(shè)備外部環(huán)境干擾。

3.關(guān)于方向性。

可選擇定向天線或是全向天線，顧名思義，定向即是向某一個(gè)方向進(jìn)行增益，全向是向各個(gè)方向無差別增益。

4.天線材質(zhì)和接口形式。

天線本身的材質(zhì)及外殼的材質(zhì)，常見的有微帶PCB天線、FPC天線、銅片天線、銅管天線、彈簧天線等等；

天線端口的接頭形式，一般有IPEX、SMA、N頭等。

二、天線主要參數(shù)

天線作為一種換能器件，它將電能轉(zhuǎn)換為電磁能，然后輻射到自由空間，或者將自由空間的電磁能轉(zhuǎn)換為電能。所以轉(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)。

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，用戶選擇天線時(shí)也比較關(guān)注：諧振頻率，增益，駐波比三個(gè)參數(shù)。

1

諧振頻率

即我們常說的天線工作頻率，大多數(shù)用戶反映整體通信距離存在較大差異都是由于沒有選擇正確諧振頻率的天線造成的。

2

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，可以看做是天線端口的反射大小問題。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。

駐波比=1時(shí)，表征傳輸線系統(tǒng)與天線完全匹配，此時(shí)高頻能量全部進(jìn)入天線被轉(zhuǎn)換輻射出去，沒有能量的反射損耗；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。

3

增益

在天線領(lǐng)域表示天線輻射集中程度。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。可見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)。

三、天線安裝

天線安裝使用的環(huán)境很重要，尤其天線安裝在產(chǎn)品殼體內(nèi)部或者表面的情況，殼體材料，內(nèi)部其他器件都對天線的表現(xiàn)有較大影響。此類情況通常先選取適當(dāng)位置安裝上合適的天線，使用儀器獲取天線的相關(guān)參數(shù)，調(diào)整無線模塊和天線之間的匹配電路或者重新設(shè)計(jì)適合的天線。

吸盤天線需要吸附在其他物體表面使用，通常吸附在接地金屬物體表面性能表現(xiàn)最佳，具體情況還是不同物體不同位置多次嘗試，選擇最佳位置。

膠棒天線在安裝時(shí)，因?yàn)橐话闶褂脠鼍疤幱谑殖只蛞苿訝顟B(tài)，所以盡量保證牢固性，膠棒天線安裝時(shí)需要sma頭固定，擰緊，天線周圍至少五厘米內(nèi)不要有金屬。

PCB板載天線由于外殼將其包裹在里面，所以外殼材質(zhì)盡量不要金屬，另外ipx接頭要進(jìn)行上膠。

注意，除了吸盤天線外，其他天線盡量有防水方面的設(shè)計(jì)。

四、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就標(biāo)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

史密斯圓圖能直觀的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。

A39模塊搭配膠棒天線實(shí)現(xiàn)多級中繼傳輸↑

由上面視頻可見，搭配膠棒天線的無線模塊，同時(shí)有著多級中繼功能加持，傳輸距離更遠(yuǎn)，傳輸效果更穩(wěn)定。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中也可能存在其他例如信道干擾等問題，用戶需要根據(jù)具體部署使用情況來分析和處理。

面對各式各樣的天線產(chǎn)品，我們不僅要考慮傳輸距離，還應(yīng)該考慮產(chǎn)品的性能，以及在不同使用環(huán)境下的不同應(yīng)用，以此來衡量一個(gè)無線收發(fā)設(shè)備的適配度。澤耀科技的無線模塊有相應(yīng)適配的天線可供各位客戶選擇，歡迎大家進(jìn)行選購。