物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中的WiFi天線技術(shù)定制要點(diǎn)

一、WiFi天線在通信中的作用

1、信號(hào)傳輸：天線在WiFi技術(shù)中起到接收和發(fā)送無(wú)線信號(hào)的作用。它能夠?qū)㈦姶挪ㄞD(zhuǎn)化為電流信號(hào)，以便于WiFi模塊進(jìn)行處理。同時(shí)，它也能將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電磁波，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸。

2、方向性：天線的方向性決定了其接收和發(fā)送信號(hào)的覆蓋范圍。通過(guò)調(diào)整天線的方向，可以控制WiFi模塊的通信距離和覆蓋范圍。

3、抗干擾：天線能夠有效地抵抗外部電磁干擾，保證WiFi通信的穩(wěn)定性。在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，天線的性能直接影響到WiFi模塊的通信質(zhì)量。

二、WiFi天線的種類(lèi)和應(yīng)用

短桿天線：

短桿天線是一種常見(jiàn)的WiFi天線，它通常用于筆記本電腦、臺(tái)式電腦和路由器等設(shè)備上。短桿天線的優(yōu)點(diǎn)是體積小、易于安裝和使用，但是其信號(hào)覆蓋范圍相對(duì)較小，適用于小范圍內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。

線性極化天線：

線性極化天線是一種常見(jiàn)的WiFi天線，它通常用于室內(nèi)和室外的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。線性極化天線的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)覆蓋范圍廣、信號(hào)穩(wěn)定，適用于大范圍內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。

方向性天線：

方向性天線是一種能夠集中信號(hào)的WiFi天線，它通常用于需要遠(yuǎn)距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的場(chǎng)景，如山區(qū)、農(nóng)村等。方向性天線的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)強(qiáng)度高、信號(hào)穩(wěn)定，但是其信號(hào)覆蓋范圍相對(duì)較小，適用于需要遠(yuǎn)距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的場(chǎng)景。

環(huán)形極化天線：

環(huán)形極化天線是一種能夠提高信號(hào)傳輸質(zhì)量的WiFi天線，它通常用于需要高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的場(chǎng)景，如游戲、高清視頻等。環(huán)形極化天線的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)傳輸速度快、信號(hào)穩(wěn)定，但是其信號(hào)覆蓋范圍相對(duì)較小，適用于需要高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的場(chǎng)景。

手持天線：

手持天線是一種便攜式的WiFi天線，通常用于戶(hù)外活動(dòng)、旅游等場(chǎng)景。手持天線的優(yōu)點(diǎn)是便攜、易于攜帶，但是其信號(hào)覆蓋范圍相對(duì)較小，適用于小范圍內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。

天線陣列：

天線陣列是一種由多個(gè)天線組成的WiFi天線，通常用于需要高速、高質(zhì)量無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的場(chǎng)景，如數(shù)據(jù)中心、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等。天線陣列的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)傳輸速度快、信號(hào)穩(wěn)定，但是其價(jià)格相對(duì)較高，適用于需要高速、高質(zhì)量無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的場(chǎng)景。

雙頻天線：

雙頻天線是一種能夠同時(shí)支持2.4GHz和5GHz頻段的WiFi天線，通常用于需要同時(shí)支持多種設(shè)備的場(chǎng)景，如家庭網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等。雙頻天線的優(yōu)點(diǎn)是兼容性好、信號(hào)穩(wěn)定，但是其價(jià)格相對(duì)較高，適用于需要同時(shí)支持多種設(shè)備的場(chǎng)景。

三、WiFi天線的設(shè)計(jì)和優(yōu)化

1、天線材料的選擇：選擇合適的材料能夠提高天線的性能。例如，高導(dǎo)電材料可以提高天線的效率，而具有特定形狀和尺寸的材料可以改變天線的方向性。

2、天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：通過(guò)對(duì)天線結(jié)構(gòu)的精心設(shè)計(jì)，可以?xún)?yōu)化其性能。例如，通過(guò)改變天線的形狀、大小和位置，可以改善其信號(hào)接收和發(fā)送的能力。

3、天線與設(shè)備的集成：將天線與設(shè)備進(jìn)行良好的集成是關(guān)鍵的一步。這涉及到如何將天線與設(shè)備的內(nèi)部電路相連接，以及如何優(yōu)化設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以適應(yīng)天線的存在。

4、天線的測(cè)試和優(yōu)化：通過(guò)測(cè)試天線的性能指標(biāo)，如增益、方向性、效率等，可以對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化以適應(yīng)特定的應(yīng)用場(chǎng)景。

四、WiFi天線增益

WiFi天線增益是指天線在接收或發(fā)送無(wú)線信號(hào)時(shí)，相對(duì)于理想天線所能獲得的信號(hào)增益。天線增益是通過(guò)改變天線的形狀、大小、方向等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在無(wú)線通信中，天線增益是非常重要的，因?yàn)樗梢蕴岣咝盘?hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量，從而增加無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和傳輸速度。

天線增益的計(jì)算公式為：增益（dB）= 10log（輸出功率/輸入功率）。這意味著，如果天線的輸出功率比輸入功率高10倍，那么它的增益就是10dB。天線增益越高，信號(hào)傳輸?shù)木嚯x就越遠(yuǎn)，但也會(huì)增加信號(hào)的噪聲和干擾。

在WiFi網(wǎng)絡(luò)中，常用的天線類(lèi)型包括定向天線、全向天線和扇形天線。定向天線可以將信號(hào)聚焦在一個(gè)方向上，從而提高信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量。全向天線可以在所有方向上接收和發(fā)送信號(hào)，適用于覆蓋范圍較小的場(chǎng)景。扇形天線則可以在一定范圍內(nèi)接收和發(fā)送信號(hào)，適用于覆蓋范圍較大的場(chǎng)景。

除了天線類(lèi)型，天線增益還受到天線材料、天線長(zhǎng)度、天線形狀等因素的影響。例如，天線材料越好，天線增益就越高；天線長(zhǎng)度越長(zhǎng)，天線增益也越高；天線形狀越復(fù)雜，天線增益也越高。

總之，WiFi天線增益是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中非常重要的因素，它可以提高信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量，從而增加無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和傳輸速度。在選擇天線時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的天線類(lèi)型和天線增益，以達(dá)到最佳的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)效果。

五、WiFi天線增益和效率對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的影響

先需要了解的是，天線增益是指天線輻射功率與標(biāo)準(zhǔn)輻射源（一種理想的點(diǎn)源）相比的比值，通常用dBi（dB相對(duì)于理論點(diǎn)源）表示。天線增益越高，天線向某一個(gè)方向輻射的能量就越集中，發(fā)送和接收信號(hào)的距離也就越遠(yuǎn)。

然而，增加天線增益并不一定意味著網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)更好。因?yàn)樘炀€增益只是在某一個(gè)方向上的表現(xiàn)，如果天線輻射能量不均勻分布，甚至存在反向輻射，那么天線增益高反而可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能更差。因此，天線效率也是一個(gè)關(guān)鍵因素。天線效率是指天線把輸入的電功率轉(zhuǎn)換成無(wú)線信號(hào)的能力，通常用百分比表示。天線效率越高，發(fā)送和接收信號(hào)的質(zhì)量就越好，網(wǎng)絡(luò)性能也就越好。

在實(shí)際應(yīng)用中，選擇適合場(chǎng)景的天線也非常重要。例如，在一個(gè)需要覆蓋大面積的場(chǎng)景中，應(yīng)該選擇增益低、輻射方向性弱但是效率高的天線，而在需要遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)的場(chǎng)景中，應(yīng)該選擇增益高、輻射方向性強(qiáng)且效率高的天線。

總之，天線增益和效率是影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能的重要因素，需要綜合考慮使用場(chǎng)景、信號(hào)質(zhì)量等因素來(lái)選擇合適的天線。

六、制作WiFi天線的材料

WiFi天線是一種用于接收和發(fā)送無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的設(shè)備，它可以幫助我們?cè)诩彝ァ⑥k公室或公共場(chǎng)所中更好地連接互聯(lián)網(wǎng)。而在制作WiFi天線時(shí)，材料的選擇是非常重要的，因?yàn)樗鼤?huì)直接影響到天線的性能和效果。

首先，天線的主要材料是金屬，因?yàn)榻饘倬哂辛己玫膶?dǎo)電性和抗干擾性。常用的金屬材料包括銅、鋁、鋼和鐵等。其中，銅是最常用的材料之一，因?yàn)樗哂辛己玫膶?dǎo)電性和耐腐蝕性，可以有效地提高天線的接收和發(fā)送能力。

其次，天線的支架和連接器也是非常重要的材料。支架可以幫助天線固定在合適的位置，以獲得最佳的信號(hào)接收效果。而連接器則可以將天線與無(wú)線路由器或其他設(shè)備連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸和接收。

除了金屬材料和連接器外，天線的外殼和絕緣材料也是非常重要的。外殼可以保護(hù)天線免受外部環(huán)境的影響，同時(shí)還可以提高天線的美觀度。而絕緣材料則可以防止天線內(nèi)部的電路短路或干擾，從而提高天線的穩(wěn)定性和可靠性。

還有一些其他的材料也可以用于制作WiFi天線，以下是一些常見(jiàn)的材料：

PCB板：PCB板是一種非常常見(jiàn)的材料，可以用于制作天線的電路板。它具有良好的導(dǎo)電性和絕緣性，可以有效地提高天線的性能和穩(wěn)定性。

碳纖維：碳纖維是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)度的材料，可以用于制作天線的支架和外殼。它具有良好的抗腐蝕性和耐用性，可以在惡劣的環(huán)境下使用。

塑料：塑料是一種輕質(zhì)、便宜的材料，可以用于制作天線的外殼和支架。它具有良好的絕緣性和耐用性，可以在一定程度上保護(hù)天線免受外部環(huán)境的影響。

玻璃纖維：玻璃纖維是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)度的材料，可以用于制作天線的支架和外殼。它具有良好的抗腐蝕性和耐用性，可以在惡劣的環(huán)境下使用。

總之，制作WiFi天線需要選擇合適的材料，以確保天線具有良好的接收和發(fā)送能力。在選擇材料時(shí)，需要考慮到天線的用途、環(huán)境和預(yù)算等因素，以選擇最適合的材料。

七、NB天線定制與天線廠配合流程

八、天線測(cè)試與仿真工具

為了驗(yàn)證WiFi技術(shù)的天線設(shè)計(jì)與優(yōu)化方案，通常會(huì)采用測(cè)試和仿真工具來(lái)評(píng)估天線的性能。以下是一些常用的工具:

1、天線測(cè)試儀器

天線測(cè)試儀器可以用來(lái)測(cè)量天線的增益、輻射模式、回波損耗等性能指標(biāo)。

例如，網(wǎng)絡(luò)分析儀(Network Analyzer) 可以用來(lái)測(cè)量天線的頻率響應(yīng)和輸入阻抗矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(Vector Network Analyzer)可以提供更為詳細(xì)的天線性能分析。

2、電磁仿真軟件

電磁仿真軟件可以用來(lái)進(jìn)行天線設(shè)計(jì)和性能仿真。

例如，CST Studio Suite和FEKO等軟件可以通過(guò)計(jì)算電磁場(chǎng)分布和輻射功率等參數(shù)，提供天線性能的預(yù)測(cè)和優(yōu)化方案。

本文章源自奇跡物聯(lián)開(kāi)源的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用知識(shí)庫(kù)Cellular IoT Wiki，更多技術(shù)干貨歡迎關(guān)注收藏Wiki：Cellular IoT Wiki 知識(shí)庫(kù)（https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf）

歡迎同學(xué)們走進(jìn)AmazIOT知識(shí)庫(kù)的世界！

這里是為物聯(lián)網(wǎng)人構(gòu)建的技術(shù)應(yīng)用百科，以便幫助你更快更簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

Cellular IoT Wiki初心：

在我們長(zhǎng)期投身于蜂窩物聯(lián)網(wǎng) ODM/OEM 解決方案的實(shí)踐過(guò)程中，一直被物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)碎片化與產(chǎn)業(yè)資源碎片化的問(wèn)題所困擾。從產(chǎn)品定義、芯片選型，到軟硬件研發(fā)和測(cè)試，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的碎片化以及產(chǎn)業(yè)資源的碎片化，始終對(duì)團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)交付質(zhì)量和效率形成制約。為了減少因物聯(lián)網(wǎng)碎片化而帶來(lái)的重復(fù)開(kāi)發(fā)工作，我們著手對(duì)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)中高頻應(yīng)用的技術(shù)知識(shí)進(jìn)行沉淀管理，并基于 Bloom OS 搭建了不同平臺(tái)的 RTOS 應(yīng)用生態(tài)。后來(lái)我們發(fā)現(xiàn)，很多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)都面臨著相似的困擾，于是，我們決定向全體物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)開(kāi)發(fā)者開(kāi)放奇跡物聯(lián)內(nèi)部沉淀的應(yīng)用技術(shù)知識(shí)庫(kù) Wiki，期望能為更多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者減輕一些重復(fù)造輪子的負(fù)擔(dān)。

Cellular IoT Wiki沉淀的技術(shù)內(nèi)容方向如下：

奇跡物聯(lián)的業(yè)務(wù)服務(wù)范圍：基于自研的NB-IoT、Cat1、Cat4等物聯(lián)網(wǎng)模組，為客戶(hù)物聯(lián)網(wǎng)ODM/OEM解決方案服務(wù)。我們的研發(fā)技術(shù)中心在石家莊，PCBA生產(chǎn)基地分布在深圳、石家莊、北京三個(gè)工廠，滿(mǎn)足不同區(qū)域&不同量產(chǎn)規(guī)模&不同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的生產(chǎn)制造任務(wù)。跟傳統(tǒng)PCBA工廠最大的區(qū)別是我們只服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)客戶(hù)。

連接我們，和10000+物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)者一起 降低技術(shù)和成本門(mén)檻

讓蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更簡(jiǎn)單~~

哈哈你終于滑到最重要的模塊了，

千萬(wàn)不！要！劃！走！忍住沖動(dòng)！~

歡迎加入飛書(shū)“開(kāi)源技術(shù)交流群”，隨時(shí)找到我們哦~

點(diǎn)擊鏈接如何加入奇跡物聯(lián)技術(shù)話(huà)題群（https://rckrv97mzx.feishu.cn/docx/Xskpd1cFQo7hu9x5EuicbsjTnTf）可以獲取加入技術(shù)話(huà)題群攻略

Hey 物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者，

你是否有了解過(guò)奇跡物聯(lián)的官方公眾號(hào)“eSIM物聯(lián)工場(chǎng)”呢？

這里是奇跡物聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)源wiki主陣地，歡迎關(guān)注公眾號(hào)，不迷路～

及時(shí)獲得最新物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)沉淀發(fā)布

（如有侵權(quán)，聯(lián)系刪除）