手持機(jī)內(nèi)無線模塊天線對(duì)其通信距離的影響分析
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發(fā)表時(shí)間2019-06-22 09:23:28
在手持終端機(jī)選擇中，wifi等無線模塊基本都是標(biāo)配項(xiàng)目，那您關(guān)注過這些模塊的天線嗎？他們實(shí)際上對(duì)模塊通信距離的影響非常之大，本文研維三防就為大家介紹一下這方面的知識(shí)。
天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。在無線通信設(shè)備中用來發(fā)射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對(duì)抗、遙感、射電天文等工程系統(tǒng)，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進(jìn)行工作。此外，一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發(fā)射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發(fā)射或接收的基本特性參數(shù)是相同的。這就是天線的互易定理。
手持終端的天線的分類形式有很多，為方便討論本文主要將天線按照封裝形式分：大致分為柔性（FPC）軟天線、板載PCB天線、膠棒天線、吸盤天線等。本次對(duì)比使用的天線為成都億佰特出售的TX433-NP-4310、TX433-JK-20、TX433-XP-100天線。
柔性（FPC）軟天線具有可彎折，體積小等特點(diǎn)，但是也可以看到其增益為2dBi增益較低因此其通信距離也會(huì)收到影響。
可彎折的膠棒天線其為全向天線角度廣，增益為3dBi，其駐波比為1.3，因此其通信距離較使用柔性軟天線的通信距離更遠(yuǎn)些。
吸盤天線，使用時(shí)需要將天線放置于較大的鐵平面上，如汽車車頂?shù)?。該天線具有增益高，角度廣等特點(diǎn)。因此其通信距離較膠棒天線有更有的性能，但是其安裝環(huán)境受一定限制沒有膠棒，柔性天線靈活。
天線的指標(biāo)主要有頻段范圍、頻帶寬度、增益、極化、阻抗、駐波比、前后比等。
以阻抗來說，通常天線做成標(biāo)準(zhǔn)的50Ω，無線模塊的阻抗也是按照50Ω設(shè)計(jì)的，這樣天線與無線模塊之間的阻抗就更加匹配傳輸?shù)男室簿驮礁?。從理論上來說模塊與天線的匹配程度越高則通信距離越容易得到保證。
天線增益是指：在輸入功率相等的條件下，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(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。比如一個(gè)輸出功率為20dBm的模塊通過增益為3dBi的天線發(fā)射，其發(fā)射的總能量既模塊功率與天線增益之和，理論得出模塊發(fā)送出的總能量越大則模塊傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)。
天線極化是描述天線輻射電磁波矢量空間指向的參數(shù)。由于電場(chǎng)與磁場(chǎng)有恒定的關(guān)系，故一般都以電場(chǎng)矢量的空間指向作為天線輻射電磁波的極化方向。常說的極化方向有垂直極化與水平極化，因?yàn)榇怪睒O化方式則不易產(chǎn)生極化電流，從而避免了能量的大幅衰減，保證了信號(hào)的有效傳播與傳輸距離，所以在無線通信系統(tǒng)中，一般均采用垂直極化的傳播方式。
駐波比全稱為電壓駐波比，又名VSWR和SWR，為英文Voltage StandingWave Ratio的簡(jiǎn)寫。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。當(dāng)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。由此可以看出天線的駐波比與模塊的駐波比越接近1越好，以此才能保證輸出的功率及通信距離。
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