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【轉(zhuǎn)】被“忽悠”的天線指標(biāo)

作者: 瀏覽量:31592 來(lái)源: 時(shí)間:2020-12-22 16:50:44

作為一直從事射頻和通信工作35年以上的老兵,近段時(shí)間主要搞物聯(lián)網(wǎng)天線的研發(fā)設(shè)計(jì)和方案論證,因此免不了經(jīng)常從網(wǎng)上看一些同行的物聯(lián)網(wǎng)天線,學(xué)習(xí)一下同行的設(shè)計(jì)思想。處于對(duì)市場(chǎng)的關(guān)心,也會(huì)經(jīng)常瀏覽一下網(wǎng)上天線的指標(biāo)及價(jià)格。

說(shuō)老實(shí)話,看了很多天線商家的天線性能指標(biāo)介紹后,我就非常郁悶了,不知道這些不靠譜的指標(biāo)或者說(shuō)吹牛的指標(biāo)是怎么來(lái)的?

如果諸位是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的從業(yè)者,你可能不是一個(gè)射頻工程師也不要緊,只希望你能了解一些射頻與天線的常識(shí),別再鬧笑話了,愧對(duì)你所從事的行業(yè)。

一) 關(guān)于外置天線那些事

1) 通常,天線的頻率決定了天線的尺寸,頻率越低尺寸越大,頻率越高尺寸越小。否則由于阻抗的失配,性能會(huì)變得很差。

2) 市面上物聯(lián)網(wǎng)外置天線以單極子技術(shù)的天線居多,偶極子天線略少一些(特殊用途也有八木天線,對(duì)數(shù)天線,多波束天線等)。單極子是1/4波長(zhǎng)天線;偶極子是1/2波長(zhǎng)天線。

3) 以1GHz頻率為例,它的波長(zhǎng)是30cm,1/2波長(zhǎng)為15cm,1/4波長(zhǎng)為7.5cm。如果是0.8GHz,以上各值除0.8即可,以此類推。這就是理論合適天線的尺寸。

4) 由于材料和技術(shù)的原因,天線是有小型化可能的,但都是以犧牲效率和其它指標(biāo)為代價(jià)的。不可能好事都是你的。

5) 網(wǎng)上賣天線的商家,經(jīng)常會(huì)拿天線增益說(shuō)事。反正3dB,5dB,7dB等天線增益的大把人說(shuō)。我這里給朋友科普一個(gè)常識(shí),以NB-IoT天線為例,單極子天線(天線長(zhǎng)度8cm左右)的理想仿真增益也就2dB多點(diǎn),如果天線長(zhǎng)度大于15cm,有可能是偶極子天線,仿真增益也就5dB左右。并且請(qǐng)注意,我這是在理想仿真條件下的結(jié)果。

6) 也有些商家拿天線的駐波(回波損耗)說(shuō)事,這雖是天線的一個(gè)重要指標(biāo),但也不要太迷信。天線匹配的好回波損耗低是一回事;天線匹配不好,增加天線衰減也能降低回波損耗,但犧牲的是效率。

二) 關(guān)于內(nèi)置天線那些事

1) 內(nèi)置天線與外置天線還是有很大的不同。外置天線工作環(huán)境一般周圍沒(méi)有多少干擾的東西,也就是大家的使用環(huán)境大同小異,因此,可以作為公共產(chǎn)品批量生產(chǎn)銷售。而內(nèi)置天線一般周圍有大量的金屬器件和電路板,電磁干擾會(huì)因這些東西的大小和遠(yuǎn)近不同而不同,也就是說(shuō),每款產(chǎn)品的電磁干擾都不同。

2) 天線說(shuō)白了就是一個(gè)諧振電路,干擾就相當(dāng)于電感和電容作用于天線。因此在理想環(huán)境下設(shè)計(jì)好的天線,內(nèi)置于產(chǎn)品內(nèi)部時(shí),由于不可預(yù)知的電感和電容(相當(dāng)于電抗),會(huì)匹配拉偏,諧振拉偏,甚至無(wú)法使用。

3) 內(nèi)置天線必須內(nèi)置于產(chǎn)品內(nèi)部既定的安裝位置進(jìn)行匹配調(diào)試,匹配的過(guò)程相當(dāng)于想盡辦法抵消內(nèi)部的感抗和容抗。

4) 與你產(chǎn)品匹配的內(nèi)置天線不可能在匹配之前就有,它只有在多次的反復(fù)匹配修正好并定型后才可進(jìn)行批量生產(chǎn)。

5) 網(wǎng)上賣的內(nèi)置天線的所有指標(biāo),對(duì)你而言只有外形尺寸和重量有意義,其它對(duì)你而言沒(méi)有任何意義,都是忽悠。

6) 換言之,你的內(nèi)置天線是不可能匹配之前直接買到現(xiàn)成產(chǎn)品的,必須經(jīng)過(guò)反復(fù)多次匹配調(diào)整后定型的天線,才有意義。

7) 內(nèi)置天線方案能力和匹配水平,將直接影響到天線方向圖和效率。

三) 總結(jié)

天線的指標(biāo),都是在特定的使用環(huán)境中測(cè)試得出的,如果對(duì)方的測(cè)試環(huán)境與你的使用環(huán)境不符,那么他天線的指標(biāo)對(duì)你而言就沒(méi)有任何參考價(jià)值。


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