發布時間:2022-08-18作者來源:金航標瀏覽:1898
在無線通信中選天線可能是一項艱巨的任務,需要考慮多方面因素和參數。盡管通過多種物理、電氣和經濟指標找到適合給定應用的完美天線很重要。在確定了其應用類型考慮了這些參數后,您知道天線對設備射頻實際性能是多么重要。通常天線選擇的主要參數包括:
頻率范圍
帶寬
增益和方向性
阻抗
連接器類型
功率處理能力
1.頻率范圍
天線在設計選擇時,這是一個非常重要的因素;您必須清楚設備工作在哪個頻段。以下是常用頻率表:
WiFi | 2.4GHz and 5.8GHz |
GPS | 1575.42 -1610 MHz |
GSM Modem | 850, 900, 1800, 1900 Band |
表1.常用無線設備頻率范圍表
您設備使用的頻率將直接決定天線的尺寸。因為更高的頻率具有更小的波長,因此可以使用更小的天線。
假如您已簽約為出租車公司或市政巴士服務定位天線,這些服務需要在他們的車輛中安裝GPS功能,以便他們可以跟蹤他們的車隊。這就提出了設計方面的挑戰,以前我們受到尺寸限制的挑戰,現在我們不再受空間限制,而是受到環境和噪音的挑戰。我們將尋找一種安裝在面板上的天線,以便將其連接到車輛上,并且由于它將在外部,因此它必須至少具有IP67等級。
2.帶寬
天線領域有幾種不同的頻率范圍配置。如果您正在尋找蜂窩網絡覆蓋范圍,將需要較寬的帶寬。許多天線雖然具有較寬的總帶寬,但中心頻帶較小。這對于需要多頻段解決方案的工程師來說很方便。移動通信中FXUB70.A.07.C.001 的頻率范圍從698MHz到3GHz,并有六個設計用于運行的頻段。這可能不是任何給定頻率的最佳天線,但它以經濟且美觀的封裝提供了廣泛的可用頻率。
例如在LTE BTS中有一個SON接收器鏈,并且該SON接收器鏈必須接收來自所有相鄰基站(這些相鄰基站可能是其他頻段)的信號,在這種情況下您將需要一個寬帶天線。
3.增益和方向性
雖然天線是無源設備,但它們仍然具有增益。天線增益與放大器或任何類型的有源設備的不同,而是與天線的方向性相對應的比率。還有其他幾種測量天線增益的方法,dBi是主要指標之一,也可以用dB表示,在這種情況下10dB 將是向各同性天線能量的10倍。另一個是dBd,它與偶極天線有關,各同向性天線在各個方向均勻地輻射功率。雖然這是一個理想的天線但它并不存在;它作為參考,通過比較來測量其他天線的增益。一些天線比其他天線具有更多增益的原因是因為它們是定向的,并且在給定方向上傳輸的功率比各向同性天線要多。具有非常定向輻射模式的天線的一個很好的例子是碟形天線。雖然增益很高且范圍很長,但只有當天線指向它試圖與之通信的對象時,它才會起作用。
天線高增益是好事嗎?答案是:取決于它的應用程序;如果您使用的是定向天線,那肯定是的。
在設計設備時天線放置可能是成功的關鍵,尤其是當您使用像碟形天線這樣的定向天線時。如果您使用的設備(如蜂窩電話)需要在不同方向搜索多個蜂窩塔,那么具有更高的增益可能并不重要,因為您不會將天線[敏感詞]指向任何東西。產品數據表上的增益規格只會顯示天線的能力。最終電路的設計將決定現實世界中的增益。
阻抗
由于天線是整個電路中的一個組件,我們需要考慮它將如何與設計的其余部分交互。天線旨在將電磁波輻射到自由空間,為了有效地做到這一點,我們需要最大的功率傳輸。這意味著我們將希望在我們的天線上有一個與傳輸線具有相同阻抗的終端。雖然這在RF世界中是眾所周知的,今天大多數天線都需要50歐姆的端子。
連接器類型
除了天線,您還需要為它選擇選擇最佳連接器。如果您正在處理需要實際同軸連接器的天線,一旦知道阻抗要求,您仍然會擁有大量可能工作的連接器。如果可能,選擇更流行的連接器樣式可能是謹慎的。許多對講機將使用SMA或 RP-SMA連接器,許多移動設備將使用UHF連接器,許多Wi-Fi模塊將使用 U.FL連接器。
如果您有一些原型射頻硬件開發板,請檢查安裝在輸出端的連接器類型,并尋找具有更相似連接器類型的天線。
功率處理能力
在H 系統中存在增加發射功率電平的趨勢。考慮到多通道或多模傳輸的使用,這種趨勢并非完全不合理;傳輸系統的總功率容量必須足以允許每個通道有足夠的功率電平。以高功率運行的另一個原因是提高可靠性,尤其是在緊急情況下。除了成本,大功率運行的主要缺點是干擾問題。然而,輻射方向圖特性和頻率管理方面的改進緩解了這種情況。
就像電子產品中的任何東西一樣,這一切都歸結為應用程序的要求。有時定制天線是最好的解決方案。
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