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2.4GHz频段天线选择

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2.4GHz频段天线选择
2021-04-12 09:34:37 阅读: 发布人:纵横智控

天线(antenna)是一种能量改换器,它把传输线上传达的导行波,改换成在无界前言中传达的电磁波,或许进行相反的改换。关于规划一个运用于射频体系中的小功率、短间隔的2.4GHz无线收发设备,天线的规划和挑选是其间的重要部分,杰出的天线体系可以使通讯间隔到达最佳状况。2.4GHz天线的品种也许多,不同的运用需求不必的天线。

天线简介


为确保天线的传输功率,天线的长度大约是电磁波波长的1/4,所以信号频率越低,波长越长,天线的长度越长;信号频率越高,波长越短,天线的长度越短。则常用的2.4GHz频段频率高,波长短,天线的长度短,可用内置天线,也可以用外置天线。天线做的更短,如1/8波长或1/16波长,也可以正常的运用,仅仅功率会下降。某些设备会选用“短天线+LNA”的方法,也能到达长天线的接纳作用。可是短天线要到达长天线的发射作用,就需求提高发射功率了,因而对讲机需求发射信号,都是长的外置天线,而FM收音机只收不发,有内置接纳天线。例如2G(900MHz)、4G(700-2600MHz)、WIFI和蓝牙(2.4GHz)、GPS(1.5GHz),这些常用的物联网通讯方法,可以做内置天线。





关于手持机、穿戴规划、智能家居等小尺度产品,很少运用外置天线,遍及选用内置天线。集成度高,产品外观更漂亮,功能比外置天线略弱一点。物联网、智能硬件产品,要联网传输数据,都需求有天线。空间越小、频段越多,天线规划越杂乱。外置天线一般都是规范品,买频段适宜的,无需调试,即插即用。例如快递柜、售货机这些,遍及运用磁吸的外置天线,吸在铁皮外壳上即可。这些天线不能放在铁皮柜里边,金属会屏蔽天线信号,所以只能放在外面。长处是运用便利、价格便宜,缺陷是不能用在小尺度产品上。

天线类别


那怎么从许多的2.4GHz天线中挑选出对自己最适宜无线收发设备的2.4GHz天线,接下来就经过对2.4GHz天线的分类和分类对比来介绍怎么正确的挑选2.4GHz天线。运用在2.4GHz频段上的天线主要有陶瓷天线、PCB天线和绷簧天线等,陶瓷天线和PCB天线归于内置天线,绷簧天线归于外置天线。

(1)陶瓷天线

陶瓷天线作业原理是运用GPS卫星来完成导航定位的,而用户的接纳机主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码,以进一步解算得到接纳机载体的方位、速度和时刻(PVT)等导航信息,陶瓷天线的原理要分两部分来说:一是发射天线,一是接纳天线。一般的天线都具有可逆性,可一起做发射天线和接纳天线。陶瓷天线发射天线简单说,便是经过一根叫做“天线”的电极将天线与地之间构成的高频电场变成电磁波,从而能发射出去并传波到远方。陶瓷天线接纳天线简单说,便是经过一根叫做“天线”的电极将空中传来的电磁波感应为电场,生成高频信号电压,送到接纳机进行信号处理。在陶瓷天线单元规划中选用了高频、低噪声放大器,以削弱天线热噪声及前面几级单元电路对接纳机功能的影响,而陶瓷天线的作用是将卫星传来的无线电信号的电磁波能量改换成接纳机电子器件可吸取运用的电流,所以天线的巨细和形状十分重要,因为这些决议了陶瓷天线能获取弱小的电磁波信号的才能。



陶瓷天线是一种合适于蓝牙设备运用的小型化天线,在物联网产品顶用的最多的,便是GPS、蓝牙、GSM陶瓷天线。陶瓷天线分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。块状天线是运用高温将整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。而多层天线烧制选用低温共烧的方法讲多层陶瓷迭压对位后再以高温烧结,所以天线的金属导体可以精确的经过规划需求印在每一层陶瓷介质层上,如此一来可以有用缩小天线尺度,并能到达躲藏天线意图。

因为陶瓷自身介电常数比PCB电路板的要高,所以运用陶瓷天线能有用缩小天线尺度。在介电损耗方面,陶瓷介质也比PCB电路板的介电丢失小,所以很合适低耗电率的的蓝牙模块中运用。陶瓷天线尺度一般 1210 封装适当,作用要强于板载天线。运用也比较便利,一般有ANT 接入脚和地脚,在PCB规划时,天线周围必定要净空,分外的留意不能敷铜。一起在运用陶瓷天线时,也要留意巴伦电路的匹配问题,假如是用专用的集成电路,最好让生产商测验一下平衡电路与陶瓷天线的匹配状况。假如匹配的欠好,也会影响天线的作用。  

陶瓷天线的长处是占用空间很小、功能比较好。缺陷是很难做到多频段,因而难以运用在4G类产品中。对电路板净空要求比较高,不适用于特别紧凑的产品。

(2)PCB天线

PCB天线是指无线接纳和发射用的PCB上的部分。发射时,它把发射机的高频电流转换为空间电磁波;接纳时,它又把从空间获取的电磁波改换成高频电流输入接纳机。运用PCB天线时,也要留意巴伦电路的匹配问题,假如是用专用的集成电路,最好让生产商测验一下平衡电路与PCB天线的匹配状况,假如匹配的欠好,也是会影响天线的作用的。

PCB天线许多运用于蓝牙模块、WIFI模块、ZIGBEE模块等单一频段的模块电路板上。

长处是空间占用较少,本钱低价,不需独自拼装天线,不易触碰损坏,整机拼装便利,但会献身功能。缺陷是单个天线场型很难做到圆整,插损高,功率相对低下,简单遭到主板上的搅扰;一起只合适单一频段,如蓝牙,wifi;不同批次的PCB天线功能会有必定误差。

(3)外置天线

外置天线主要是经过直接焊接在天线(ANT)引脚、IPEX接口或许SMA接口来衔接外置天线,IPEX天线接口和SMA天线接口是一种作为射频电路和天线的接口,被大范围的运用于无线局域网相关产品的单板上。



外置天线的品种有许多,绷簧天线、FPC天线、短胶棒天线、长可弯折天线、吸盘天线等外置天线。外置天线的长处是场型能操控更好,插损低,信号的方向指向性好,功率高,抗搅扰才能强,能削减遭到主板上的搅扰,并且不必太多的调试匹配,若存在无线收发设备和外置天线不匹配的状况,也可以终究靠直接替换外置天线来处理,无须替换PCB板;缺陷是本钱较高,拼装起来比较费事。

相关关键词:远程测控终端

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