tag 标签: 天线设计

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  • 2024-10-10 11:33
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    01 物联网天线设计步骤介绍 物联网(IoT)天线设计是一个复杂且多步骤的过程,通常包括以下几个关键步骤: 根据电磁波传输理论,计算对应频率天线的电气尺寸。这一步骤是天线设计的基础,需要考虑天线的工作频率、所需带宽以及预期的性能指标(如增益、辐射效率等)。 使用专业软件进行天线设计仿真。通过仿真可以计算天线的电气参数,如阻抗、增益、方向图等,并验证设计是否满足预期的性能要求。 根据仿真设计输出的天线尺寸和材料要求,制作样品。这一步骤通常在专业的制造平台上进行,如嘉立创平台,以确保样品的尺寸和材料符合设计要求。 最后一步是对样品进行实验室测试,以验证其实际性能是否符合设计预期。测试内容包括网络分析仪测试S11参数和辐射参数等。通过这些测试,可以进一步优化天线设计,确保其在实际应用中的性能。 此外,物联网天线设计还需要考虑以下几点: 定制化需求 :根据具体的应用场景和设计约束,可能需要对天线的尺寸、形状或电气特性进行调整。 集成性 :天线设计应尽早纳入整体设计流程中,以确保其与设备其他组件的兼容性和最佳性能。 选型标准 :在设计过程中,需要考虑回波损耗、带宽、辐射效率、辐射图型和增益等关键参数。 通过以上步骤和注意事项,可以设计出满足特定需求的高效物联网天线。 以WiFi内置PCB天线为例,详细展开以上个各步骤,如下: 天线,是电磁波接收发射设备,起到电场转磁场、磁场转电场的作用。传输信号,但不能放大信号! 天线的电气尺寸,与波长相比拟。通常偶极子天线的两臂长度尺寸约等于λ/4。多数其他形式的天线都是偶极子天线的变型。 02 理论计算: 根据电磁波传输理论,计算对应频率天线的电气尺寸; 某种频率的电磁波在介质里的传输波长,计算公式为: λ=C/f , λ为波长,f为频率,C为介质中的传播速度 其中C=C0/√εr C0为电磁波在真空中的传播速度,等于光速;εr为介质的相对介电常数; WiFi的频率为2.4~2.483 GHz,介质为PCB(FR4的相对介电常数为3.6~4.4),其λ/4的尺寸为: λ/4=3.0 x 10^8 /(2.45x10^9 x √4.4 x 4)=0.0139米=13.9mm (注:以FR4=4.4计算,但实际工程量产的数值,需要进一步跟PCB板厂确认。根据经验,‘13.9mm’这个值实际中在18~26mm之间。) 03 EDA工具仿真 HFSS是专业的射频仿真软件,常用于天线设计; HFSS仿真软件,可以依据天线的用料及尺寸,计算出对应的天线参数。此案例中,我们定义为天线的形式为PIFA天线,两臂长度在18~26mm选取。通过软件计算最终得出对应的天线尺寸。从而输出到下一步,为天线制样提供物理尺寸。 HFSS仿真软件,大概步骤,建模(选定天线用料及尺寸)、设定计算条件(比如,驱动模式、频率起始、馈电模式、等)、计算及输出结果、(可调参数优化计算); 具体操作及实现步骤非本文重点,故略之。 本实例,天线的用料及尺寸为,PCB 20x20mm,板厚T=1.0mm; 辐射阵子(PCB铺铜区域),取为不规格弧形区域,见下图; 仿真后的参数结果为,见图; 04 样品制作 依据仿真设计输出天线的尺寸工程图纸,以制作样品; 本实例天线形式为PCB+cable+IPX接头,Cable+IPX接头为标准品,因此主要输出PCB及其线路图(天线辐射臂)。 设计完成后,输出PCB板子GERBER文件,到平台打板PCB样品 05 实验室测试 测试实际样品的S11参数、辐射参数 PCB板子到手后,焊接天线,来做实际的物料指标测试; S11参数测试,对应的仪器为 网络分析仪; 辐射参数(增益、效率、场型图)测试,3D微波暗室测试; 测试结果为 【S11参数】 【辐射参数】 增益 、场型图 该案例完整阐述了IoT物联网天线的设计步骤,以及测试方法、测试环境(设备及仪器)。 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) (如有侵权,联系删除)
  • 2024-10-9 15:54
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    01 4G天线设计与优化要点 4G 天线是用于接收和发射 4G 信号的装置,其标准主要参考了以下方面内容: 1.1带宽要求: 4G天线应能满足4G 网络的通信带宽需求。4G网络的通信带宽要求较高,通常在几百 MHz到几个 GHZ 之间。因此,4G 天线需要具备宽频带特性,以支持高速数据传输。 1.2频率范围: 4G 天线应能工作在 4G 频段,主要涵盖了 LTE和 WiMAX技术所使用的频率范围。根据不同的频段,天线的结构和工作原理可能会有所不同,因此需要根据不同的频段设计和选择4G 天线。 1.3辐射性能: 4G 天线在接收和发射信号时需要具备良好的辐射性能,以确保信号的稳定传输。辐射性能包括天线的增益辐射图案、辐射效率等指标。提高 4G天线的辐射性能可以提高无线传输的覆盖范围和数据传输速率。 1.4天线结构: 4G天线的结构可以分为内置天线和外置天线两种形式。内置天线通常集成在手机、平板电脑等终端设备中外置天线则安装在建筑物、车辆等物体表面,用于增强信号接收和发送的能力。根据使用场景和需求,选择合适的天线结构可以提高4G信号的质量和覆盖范围 1.5天线连接器: 4G天线与设备之间的连接通常使用天线连接器,如 SMA、MCX、MMCX等。天线连接器的选择应符合4G 设备的接口标准,并具备良好的电气特性和机械强度,以确保信号的可靠传输。 1.6防护等级: 4G 天线通常工作在室外环境中,需要具备良好的防护能力,以抵御各种恶劣的气候条件。防护等级一般采用IP (Ingress Protection) 标准进行评估,包括防尘、防水、耐腐蚀等指标。 1.7天线安装方式: 4G 天线的安装方式有多种,如挂墙安装抱杆安装、固定螺丝安装等。根据具体的应用场景和需求,选择合适的安装方式可以确保天线的稳定性和方便性。 总之,4G 天线的标准主要参考带宽要求、频率范围、辐射性能、天线结构、天线连接器、防护等级和安装方式等方面的内容。这些标准的要求和设计原则,可以确保 4G 天线具备良好的信号接收和发射能力,提供高质量的 4G 通信服务。 02 4G天线的辐射参数 辐射参数:1. 增益 2.水平半功率波束宽度 3. 垂直半功率波束宽度 4.波束下倾角 5.前后比 6.上旁瓣抑制 7.交叉极化比 8.极化一致性 辐射参数对网络性能的影响 03 4G天线的主要特点 增益高受环境危害小、可作为标准品、节约开发进度占有室内空间、危害商品美观大方 04 4g天线的型号选择 4.1. 板载PCB式天线: 采用PCB蚀刻而成,成本低,但是性能有限,可调性好,可大批量用于蓝牙、WiFi无线通信模块。 4.2.SMT贴片式: 常用的有陶瓷天线,占用面积少,集成度高,容易更换,适用于对空间要求小的产品,但是该类型天线价格稍贵且带宽偏小。 4.3. 外置棒状天线 :性能好,无需调试,方便更换,增益高,适用于各种终端设备。 4.4. FPC天线: 通过馈线连接,安装自由,增益高,通常可以使用背胶贴在机器非金属外壳上,适用于性能要求高且外壳空间充足的产品上。 4g天线的作用是将射频信号辐射到自由空间,这时候选择合适的天线对于传输距离就有很大的影响。天线对周围环境很敏感,很多情况下会出现即使选择了合适的天线,也达不到预期的效果。 05 天线测试与仿真工具 为了验证4G技术的天线设计与优化方案,通常会采用测试和仿真工具来评估天线的性能。以下是一些常用的工具: 5.1天线测试仪器 天线测试仪器可以用来测量天线的增益、辐射模式、回波损耗等性能指标。 例如,网络分析仪(Network Analyzer) 可以用来测量天线的频率响应和输入阻抗矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer)可以提供更为详细的天线性能分析。 5.2电磁仿真软件 电磁仿真软件可以用来进行天线设计和性能仿真。 例如,CST Studio Suite和FEKO等软件可以通过计算电磁场分布和辐射功率等参数,提供天线性能的预测和优化方案。 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) (如有侵权,联系删除)
  • 2024-10-9 15:44
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    01 WiFi天线在通信中的作用 1、信号传输: 天线在WiFi技术中起到接收和发送无线信号的作用。它能够将电磁波转化为电流信号,以便于WiFi模块进行处理。同时,它也能将电流信号转化为电磁波,实现无线传输。 2、方向性: 天线的方向性决定了其接收和发送信号的覆盖范围。通过调整天线的方向,可以控制WiFi模块的通信距离和覆盖范围。 3、抗干扰: 天线能够有效地抵抗外部电磁干扰,保证WiFi通信的稳定性。在复杂的电磁环境中,天线的性能直接影响到WiFi模块的通信质量。 02 WiFi天线的种类和应用 短杆天线: 短杆天线是一种常见的WiFi天线,它通常用于笔记本电脑、台式电脑和路由器等设备上。短杆天线的优点是体积小、易于安装和使用,但是其信号覆盖范围相对较小,适用于小范围内的无线网络连接。 线性极化天线: 线性极化天线是一种常见的WiFi天线,它通常用于室内和室外的无线网络连接。线性极化天线的优点是信号覆盖范围广、信号稳定,适用于大范围内的无线网络连接。 方向性天线: 方向性天线是一种能够集中信号的WiFi天线,它通常用于需要远距离无线网络连接的场景,如山区、农村等。方向性天线的优点是信号强度高、信号稳定,但是其信号覆盖范围相对较小,适用于需要远距离无线网络连接的场景。 环形极化天线: 环形极化天线是一种能够提高信号传输质量的WiFi天线,它通常用于需要高速无线网络连接的场景,如游戏、高清视频等。环形极化天线的优点是信号传输速度快、信号稳定,但是其信号覆盖范围相对较小,适用于需要高速无线网络连接的场景。 手持天线: 手持天线是一种便携式的WiFi天线,通常用于户外活动、旅游等场景。手持天线的优点是便携、易于携带,但是其信号覆盖范围相对较小,适用于小范围内的无线网络连接。 天线阵列: 天线阵列是一种由多个天线组成的WiFi天线,通常用于需要高速、高质量无线网络连接的场景,如数据中心、企业网络等。天线阵列的优点是信号传输速度快、信号稳定,但是其价格相对较高,适用于需要高速、高质量无线网络连接的场景。 双频天线: 双频天线是一种能够同时支持2.4GHz和5GHz频段的WiFi天线,通常用于需要同时支持多种设备的场景,如家庭网络、企业网络等。双频天线的优点是兼容性好、信号稳定,但是其价格相对较高,适用于需要同时支持多种设备的场景。 03 WiFi天线的设计和优化 1、天线材料的选择: 选择合适的材料能够提高天线的性能。例如,高导电材料可以提高天线的效率,而具有特定形状和尺寸的材料可以改变天线的方向性。 2、天线结构的设计: 通过对天线结构的精心设计,可以优化其性能。例如,通过改变天线的形状、大小和位置,可以改善其信号接收和发送的能力。 3、天线与设备的集成: 将天线与设备进行良好的集成是关键的一步。这涉及到如何将天线与设备的内部电路相连接,以及如何优化设备的内部结构以适应天线的存在。 4、天线的测试和优化: 通过测试天线的性能指标,如增益、方向性、效率等,可以对天线进行优化以适应特定的应用场景。 04 WiFi天线增益 WiFi天线增益是指天线在接收或发送无线信号时,相对于理想天线所能获得的信号增益。天线增益是通过改变天线的形状、大小、方向等来实现的。在无线通信中,天线增益是非常重要的,因为它可以提高信号的强度和质量,从而增加无线网络的覆盖范围和传输速度。 天线增益的计算公式为:增益(dB)= 10log(输出功率/输入功率)。这意味着,如果天线的输出功率比输入功率高10倍,那么它的增益就是10dB。天线增益越高,信号传输的距离就越远,但也会增加信号的噪声和干扰。 在WiFi网络中,常用的天线类型包括定向天线、全向天线和扇形天线。定向天线可以将信号聚焦在一个方向上,从而提高信号的强度和质量。全向天线可以在所有方向上接收和发送信号,适用于覆盖范围较小的场景。扇形天线则可以在一定范围内接收和发送信号,适用于覆盖范围较大的场景。 除了天线类型,天线增益还受到天线材料、天线长度、天线形状等因素的影响。例如,天线材料越好,天线增益就越高;天线长度越长,天线增益也越高;天线形状越复杂,天线增益也越高。 总之,WiFi天线增益是无线网络中非常重要的因素,它可以提高信号的强度和质量,从而增加无线网络的覆盖范围和传输速度。在选择天线时,需要根据实际情况选择合适的天线类型和天线增益,以达到最佳的无线网络效果。 05 WiFi天线增益和效率对无线网络的影响 先需要了解的是,天线增益是指天线辐射功率与标准辐射源(一种理想的点源)相比的比值,通常用dBi(dB相对于理论点源)表示。天线增益越高,天线向某一个方向辐射的能量就越集中,发送和接收信号的距离也就越远。 然而,增加天线增益并不一定意味着网络性能会更好。因为天线增益只是在某一个方向上的表现,如果天线辐射能量不均匀分布,甚至存在反向辐射,那么天线增益高反而可能导致网络性能更差。因此,天线效率也是一个关键因素。天线效率是指天线把输入的电功率转换成无线信号的能力,通常用百分比表示。天线效率越高,发送和接收信号的质量就越好,网络性能也就越好。 在实际应用中,选择适合场景的天线也非常重要。例如,在一个需要覆盖大面积的场景中,应该选择增益低、辐射方向性弱但是效率高的天线,而在需要远距离传输信号的场景中,应该选择增益高、辐射方向性强且效率高的天线。 总之,天线增益和效率是影响无线网络性能的重要因素,需要综合考虑使用场景、信号质量等因素来选择合适的天线。 06 制作WiFi天线的材料 WiFi天线是一种用于接收和发送无线网络信号的设备,它可以帮助我们在家庭、办公室或公共场所中更好地连接互联网。而在制作WiFi天线时,材料的选择是非常重要的,因为它会直接影响到天线的性能和效果。 首先,天线的主要材料是金属,因为金属具有良好的导电性和抗干扰性。常用的金属材料包括铜、铝、钢和铁等。其中,铜是最常用的材料之一,因为它具有良好的导电性和耐腐蚀性,可以有效地提高天线的接收和发送能力。 其次,天线的支架和连接器也是非常重要的材料。支架可以帮助天线固定在合适的位置,以获得最佳的信号接收效果。而连接器则可以将天线与无线路由器或其他设备连接起来,以实现无线网络的传输和接收。 除了金属材料和连接器外,天线的外壳和绝缘材料也是非常重要的。外壳可以保护天线免受外部环境的影响,同时还可以提高天线的美观度。而绝缘材料则可以防止天线内部的电路短路或干扰,从而提高天线的稳定性和可靠性。 还有一些其他的材料也可以用于制作WiFi天线,以下是一些常见的材料: PCB板 :PCB板是一种非常常见的材料,可以用于制作天线的电路板。它具有良好的导电性和绝缘性,可以有效地提高天线的性能和稳定性。 碳纤维 :碳纤维是一种轻质、高强度的材料,可以用于制作天线的支架和外壳。它具有良好的抗腐蚀性和耐用性,可以在恶劣的环境下使用。 塑料 :塑料是一种轻质、便宜的材料,可以用于制作天线的外壳和支架。它具有良好的绝缘性和耐用性,可以在一定程度上保护天线免受外部环境的影响。 玻璃纤维 :玻璃纤维是一种轻质、高强度的材料,可以用于制作天线的支架和外壳。它具有良好的抗腐蚀性和耐用性,可以在恶劣的环境下使用。 总之,制作WiFi天线需要选择合适的材料,以确保天线具有良好的接收和发送能力。在选择材料时,需要考虑到天线的用途、环境和预算等因素,以选择最适合的材料。 07 天线定制与天线厂配合流程 08 天线测试与仿真工具 为了验证WiFi技术的天线设计与优化方案,通常会采用测试和仿真工具来评估天线的性能。以下是一些常用的工具: 1、天线测试仪器 天线测试仪器可以用来测量天线的增益、辐射模式、回波损耗等性能指标。 例如,网络分析仪(Network Analyzer) 可以用来测量天线的频率响应和输入阻抗矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer)可以提供更为详细的天线性能分析。 2、电磁仿真软件 电磁仿真软件可以用来进行天线设计和性能仿真。 例如,CST Studio Suite和FEKO等软件可以通过计算电磁场分布和辐射功率等参数,提供天线性能的预测和优化方案。 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) (如有侵权,联系删除)
  • 2024-10-9 15:41
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    01 Lora 技术的天线定制设计与优化 Lora(Long Range)技术是一种低功耗广域网(LPWAN)无线通信技术,被广泛应用于物联网领域。而天线作为无线通信系统的重要组成部分之一,对系统的性能起着至关重要的作用。 1.天线类型与特点 Lora 技术的天线设计开始之前,首先需要了解不同类型的天线以及它们的特点 1.1线型天线 线型天线是一种常见且成本较低的天线类型,例如直线振子天线和八木-扬架(Yagi-Uda)天线。它们具有方向性较强和较高的天线增益的特点,适用于需要远距离传输和提高接收性能的场景。 1.2贴片天线 贴片天线是一种常用的SMT (表面贴装技术)天线,适用于小体积和快速批量制造的需求。它们通常具有较小的天线增益,但传输和接收角度的敏感度较低,可以提供更均衡的信号覆盖。 1.3.双极子天线 双极子天线是一种通用的全向天线类型,常用于室内和短距离无线通信场景它们在水平和垂直方向上都具有较好的辐射性能,能够提供较为均匀的信号覆盖。 02 天线设计与优化要点 在设计和优化 Lora 技术的天线时,需要考虑以下要点: 2.1频率选择 Lora技术支持不同的频段,包括433 MHZ、868 MHz和915MHz等。在选择天线时,需要根据实际应用需求和频段选择合适的天线类型和参数,以确保天线能够在特定频率范围内工作并提供良好的性能。 2.2天线尺寸和布局 天线的尺寸和布局对性能至关重要。通常,天线的长度应该与所传输的信号波长相匹配,这有助于提高天线效率和辐射性能。此外,天线与其他电子元件之间的距离也应该适当,以避免相互干扰。 2.3天线增益和辐射模式 天线的增益和辐射模式直接影响信号的覆盖范围和传输距离。在设计 Lora 技术的天线时,需要权衡增益和辐射模式之间的关系,以满足特定应用场景的需求。例如,在需要远距离传输的场景下,可以选择具有较高增益的天线,以获得更好的信号覆盖。 2.4天线匹配电路和调谐 天线匹配电路和调谐对 Lora 技术的天线设计至关重要。合适的匹配电路可以提高天线的工作效率和输入阻抗匹配,从而提高通信质量。通过合适的调谐技术,可以进一步优化天线的性能,提高通信距离和抗噪声能力。 在原理图设计时,需要在天线接头与模块的天线引脚之间预留一个π型匹配电路。天线的阻抗是受到电路板的铺地、外壳和安装角度等因素影响的,预留这个π型匹配电路是为了当天线严重偏离50欧姆时,将其纠正到50欧姆。 默认情况下,天线阻抗是比较接近50欧姆的,在下图中的C17和C18不用焊接;而L2用220pF电容,或者1nH电感,再或者0欧电阻,三者均可。遇到特殊的情况时,比如天线安装模具内部、天线的体积很小或需要加强高次谐波抑制等,这三个匹配元件才需要进行匹配调整。 LoRa模块应用的预留匹配电路 理论上,无论天线阻抗在任何值,都可以通过π型匹配电路将其匹配到50欧姆。然而实际上电感电容都是有内阻的,这个内阻会吸收能量,若天线阻抗太小(几欧姆)或大(上千欧姆)的话,通过匹配电路将其匹配到50欧姆去就失去了意义。原因在于大部分的能量已消耗在匹配元件的内阻上。 2.5天线安装规范 在所有硬件参数调整好后,天线的安装也是关键一步,天线辐射是有方向性的,并不是每个方向辐射相等的能量,如同我们讲话一样,有的方向听到的声音强,有的方向弱。安装天线的时候,需要将天线辐射最强的方向对准接收的天线,接收天线才可能获得最强的接收信号,要做到这一点,必须先知道天线的辐射方向才行。 在没有暗室等专业天线测试实验室的情况下,那如何测试天线的辐射方向呢?我们可以在最终确定产品后,让其连续不断发送数据,并用频谱分析仪测试离产品一定距离的信号强度,旋转被测试的产品,并记录各个方向的信号强度,从而可以绘制出产品的天线辐射大致方向图。 辐射方向测试 靠近墙壁、门和金属面等反射面安装时,需要注意反射带来的影响,理论和测试结果都证明了以下的结论: 最佳位置: 最差位置: 最佳与最差位置相距λ/4交替出现; RX1优于RX2,例如470MHz时,离反射面16CM效果远优于32CM。 03 天线测试与仿真工具 为了验证 Lora 技术的天线设计与优化方案,通常会采用测试和仿真工具来评估天线的性能。以下是一些常用的工具: 3.1天线测试仪器 天线测试仪器可以用来测量天线的增益、辐射模式、回波损耗等性能指标。 例如,网络分析仪(Network Analyzer) 可以用来测量天线的频率响应和输入阻抗矢量网络分析仪(Vector Network Analyzer)可以提供更为详细的天线性能分析。 3.2电磁仿真软件 电磁仿真软件可以用来进行天线设计和性能仿真。 例如,CST Studio Suite和FEKO等软件可以通过计算电磁场分布和辐射功率等参数,提供天线性能的预测和优化方案。 04 Lora 技术的天线应用案例 Lora 技术的天线设计与优化可以应用于多个场景,以下是一些典型案例: 4.1智能农业 Lora 技术的天线在智能农业领域的应用可以实现远程监测和精准农业管理。通过选择合适的天线类型和参数,可以实现长距离传输,覆盖农田和植物生长环境,并提供高质量的数据传输。 4.2智能城市 Lora 技术的天线在智能城市建设中起到重要作用。通过优化天线设计,可以实现覆盖广泛区域的城市感知和物联网设备连接。同时,天线的长距离传输特性也有助于解决城市中信号覆盖不均匀的问题。 4.3业物联网 在工业物联网应用中,Lora 技术的天线可以用于连接各种传感器和设备,实现智能化的监测和控制。通过优化天线设计和选择合适的天线类型,可以解决工厂环境中的信号干扰和传输距离限制的问题。 05 结论 Lora 技术的天线设计与优化是实现高性能、长距离通信的关键。通过选择合适的天线类型、优化布局和匹配电路,可以提高 Lora 技术的通信质量和覆盖范围。同时,测试和仿真工具的使用可以验证和优化天线设计方案。Lora 技术的天线应用案例覆盖了智能农业、智能城市和工业物联网等多个领域。随着物联网的不断发 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) (如有侵权,联系删除)
  • 2024-10-9 15:40
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    01 NB天线的作用 无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来 (仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。 02 NB天线的分类 天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的: 按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等; 按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等; 按方向性分类可分为全向天线、定向天线等; 按外形分类,可分为线状天线、面状天线等;按使用分类可分为Mobile天线、Notebook天线; 03 NB天线使用频段 NB-IOT的频段因国家和地区而异,下面是一些常见的频段: 中国大陆:NB-IoT的频段为 B1、B3、B5、B8、B20、B28、B38、B39、 B40、 B41。 - 欧洲:NB-IoT的频段为 B8、B20、B28、B40 美国:NB-IoT的频段为 B2、B4、B12、B13、B66 其中,B1、B2、B3、B4、B5、B8、B12、B3、B20B28、B38、B39、B40B41和B66是LTE频段NB-IOT 是通过其中的子载波实现的。此外,不同频段的覆盖范围和网络性能也会有所不同,需要根据具体情况进行选择。 NB模组常用频段为B3、B5、B8 04 NB天线的选择 影响无线模块通信距离的首要参数是发射功率,无线模块的发射功率以及对应的理想传输距离在手册上均能查到,在确定了发射功率满足需求的前提下,然后考虑天线的选用和天线的方向性。首先是天线的选用:天线的主要指标包含以下几个:频率范围、驻波比SWR或VSWR、天线增益、极化方式和阻抗。频率范围按需选择;驻波比最好小于1.5;天线增益对传输距离也有影响;极化方式分为线性极化和圆极化;阻抗需要与无线模块的输出阻抗匹配,一般为50欧姆。这里要特别注意驻波比参数,购买天线后最好用网络分析仪测试一下SWR。驻波比与回波损耗、传输功率的对照表如表 1所示。 表 1 驻波比与回波损耗、传输功率对照表 由上表可知,VSWR=1.5时,理论传输功率为96%,当VSWR=2时,传输功率只有88.9%,有的天线驻波比指标是小于2,选用天线的时候最好是驻波比小于1.5,可以得到较高的传输功率。 其次是天线的方向性: 天线都有方向性,指的是天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力。衡量天线方向性通常使用方向图,图2所示是一个频率范围从2400MHz到2500MHz天线的方向图。 天线竖直放置时,红色最深的方向是天线辐射或接收能力最强的方向,所以在安装天线的时候,要尽可能往红色指向的方向去安装天线,这样才能保证足够好的信号质量。另外,金属平板对信号有屏蔽作用,所以发射,接收的方向上不要有金属平面。 05 NB天线应用 ▪ 智能停车场 ▪ 智能抄表: 水表 气表 电表等 ▪ 物流追踪器 共享自行车 电动车 等 ▪ 其它: 比如智能水箱 智能垃圾桶 智能路灯 智慧农业等等 06 NB天线定制与天线厂配合流程 07 NB天线相关认证 OTA测试介绍:0TA-0ver The Air(空中性能测试),与传导测试向对应空间三维测量 OTA需要进行以下项目测试: TRP-Tota Radiated Power全总向辐射功率 TIS-TotalIsotropic Sensitivity 全总向接受灵敏度 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki,更多技术干货欢迎关注收藏Wiki: Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) (如有侵权,联系删除)
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