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01 什么是电池 电池（Battery）指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。 02 电池的分类 按工作性质和贮存方式不同的分类方法，可分为一次电池、二次电池 ①一次电池（原电池） 一次电池，又称原电池，属于不可充电的电池类型。一旦一次电池使用完毕，就必须予以废弃处理，例如常见的锂原电池等。需要注意的是，如果原电池中的电解质不流动，那么这类电池就被称为干电池。干电池的种类繁多，其中包括锌锰干电池、锌汞干电池、锌银干电池等等。这些干电池在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用，然而，由于它们不可充电的特性，在使用时需要注意及时更换，以确保设备的正常运行。同时，废弃的干电池如果处理不当，可能会对环境造成一定的污染，因此需要按照相关规定进行妥善回收和处理。 一次电池常用于低功率到中功率放电。它们使用方便，相对价廉。外形以扁形、扣式和圆柱形为多见。常以单体电池或电池组的形式用于各种便携式电气和电子设备。圆柱形（干）电池广泛用于照明、信号和报警装置，还广泛用于半导体收音机、收录机、计算器、玩具以及剃须刀、吸尘器等家庭和生活用品上。扣式电池广泛应用于手表等，薄形电池还用于CMOS电路记忆储存电源。同时，一次电池广泛应用于军事便携通信、雷达、夜间监视等设备，还用于气象仪器、导航仪器等。 ②二次电池（蓄电池） 最多出现在我们日常生活中的，是化学电池中的二次电池，也就是可以重复充放电的电池，又叫充电电池或蓄电池。我们日常使用的手机、电脑、平板还有电动车的电池都是这类电池。而一次电池，就是大家熟悉的但已经被淘汰的一次性电池，也就是我们常说的5号电池、7号电池，常见于家里的电视遥控器或者小孩的玩具里，退役后通常污染比较大。而二次电池根据使用场景和元素化学性质的不同，又分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、铅蓄电池、镍氢电池、镍镉电池等多个不同种类。 03 电池的应用场景 主要优势 应用领域 二次电池 锂离子电池 能量密度大、循环性能优越、充电效率高、成本低 电动工具、自行车、滑板车、矿灯、医疗器械等 锂离子聚合物电池 寿命长、安全性较高、自放电程度低 遥控模型、随身电子产品、电动车等 铅蓄电池 电动势较稳定，工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、成本低 汽车、拖拉机、铲车、客车、摩托车照明或动力装置、水力、风力发电电能储存等 镍氢电池 低温性能优良、能量密度高、循环性能好、安全可靠 航空航天、动力电池、数码产品、激光仪器等 一次电池 铅酸电池 近年来将具有超级活性的碳材料添加到铅酸电池的负极板上，仍会有乐观的应用（目前正在开发一种先进铅酸电池、铅碳电池）。 世界上产量最大、用途最广的蓄电池，在交通、通信、电力、军事、航海、航空等各个领域都有广泛的应用。 锂离子电池 它是电池中比能量最高的实用型电池，依据正极材料的不同可以分为：钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂电池等。 是一种很常见的二次电池，在电动汽车、计算机、手机等便携式移动设备上有着很广泛的应用。 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）

01 前期评估天线需求 前期评估主要针对无线产品项目，天线形式以及性能的评估，以分析此项目的可行性。 最好先提供芯片或者模块的规格书，可以方便了解这款天线的相关信息，比如天线调试频段，所需要匹配的阻抗。 另外还有pcb以及天线的布局建议。 天线类型 主要是两大类外置和内置天线 内置天线主要有fpc lds等， 他们和板端接触的方式主要是顶针或者弹片 外置天线：按天线罩的材质来划分，有玻璃钢，塑胶棒状，平板状，蘑菇头 辐射场型是全向还是定向，如何选择要看天线应用的实际场景 有源还是无缘天线，就是加不加放大器电路，放大接收进来的微弱信号，以便让后端的模块捕获到 有源电路一般由几级lna低噪声放大器级联，需要给电路提供电压来实现信号放大 射频连接线的线型线长 02 模块制式 确定天线频段以及天线形式的 03 天线频段 模块支持的制式频段可能会多于实际使用的模块制式频段 选择实际使用的制式项段 04 实测指标 需要考虑天线在实际工作时的性能，效率50%以上。 实测是一方面，无线产品还需要做无线相关的认证，出口欧盟需要过CE认证，出口美国需要过FCC认证还有cta，ptcrb等等，还有一些事运营商的认证，国内主要是三大运营商的。 防护等级IP grade，主要针对外置天线，有些设备是放置在户外使用的，防水防尘方面需要达到一定的标准，以避免外界环境中的雨雪以及灰尘进入到设备中，这里是IP防护等级的两位数字分别代表的含义。 增益要求：主要是为了能够传输更远距离 05 成本考虑 终端出厂价格的高低也会影响天线的设计，低价格的终端不可能考虑成本高的天线方案，低价格的终端不可能考虑成本高的天线方案，只能采用成本和人工较低的天线结构，而有高赋值的终端则希望天线这个零件也是有高技术含量，同时也是高性能的。 06 2D/3D图档 前期评估需要提供样机的id设计图档，以便能更清楚了解整机的设计及使用方式，像2D的Auto CAD图档 dxf和dwg格式文档，3D图档的stp格式文档，通过这些图档文件，可以快速定位天线位置，并了解天线周边环境，来评估天线调试的最佳位置及形式，以及他能达到的最佳性能 07 评估可行性 根据以上信息，搭建模拟板或者软件仿真，总结得出当前环境中，天线需求是否满足，可能有哪些风险点，在和客户沟通中确定哪些是必须达到的，哪些指标是可以放宽的，如果天线评估方案可行，则会进入机壳和主板试制阶段，为后续无缘调试做准备。 * 工程师评估后确定在此环境下是否可以调试出客户所需求性能的天线 若不能在当前环境下调试出所需性能的天线，工程师需要与客户沟通，确认客户是否可以配合作结构更改，如果结构可以更改，工程师会给出整改建议;如果结构不可以更改，工程师会根据此环境来预估天线性能，整理成天线评估发给客户 如当前环境可以调试出天线，工程师会提供在此环境下能调试出的天线的大致面积及预期性能，如天线效率。并整理成天线评估报告发给客户 *客户审阅评估报告后，探讨项目天线的可行性后决定是否执行此项目 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）

01 天线相关性能指标参数基础 天线的指标参数分为两部分： 1. 电路参数，天线高效率辐射的保证，天线应用的必要条件 2. 辐射参数，天线应用的本质，天线应用的充分条件 02 电路参数 一、驻波比（Voltage Standing Wave Ratio）：全称电压驻波比，又名VSWR和SWR 概念：天线输入端处，驻波波腹电压幅度最大值/驻波波节电压幅度最小值。 注： 1. 驻波的形成：入射波的一部分能量反射回来形成反射波，入射波和反射波合成，形成驻波 2. 它是一个数值，用来表示天线和传输线是否匹配 3. 取值范围：1~∞。VSWR越大，反射越大，匹配越差；理想比例为 1:1 （即输入阻抗等于传输线的特性阻抗,但几乎不可能达到，电小天线一般要求VSWR<2或1.5） 如果 SWR =1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况 1， 则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台。 4. 驻波比是由天馈系统的阻抗或整个链路阻抗是否匹配决定的。 天馈系统包括： 天线、馈线、无源和有源器件（如转换头、耦合器、电桥、功率放大器） 越小的驻波比意味着越精密的设计和加工工艺，也就是更高的成本。一个适当的驻波比要在损失能量与制造成本建折中权衡，由于阻抗的不匹配所带来的传输效率小于1。 二、回波损耗（Return Loss）：又称为反射损耗。 概念：传输线端口的反射波功率/入射波功率。 注： 1、以对数形式来表示，单位是dB，一般是负值 ，其绝对值可以称为反射损耗 2、0：全反射（开路或短路），无穷为无反射（全吸收） 3、电压驻波比与回波损耗两者的关系 S参数: S12为反向传输系数，即隔离度 S21为正向传输系数，即增益 S11为输入反射系数，即输入回波损耗 S22为输出反射系数，即输出回波损耗。 三、隔离度：指一个端口的输入功率耦合到另一个端口上的输出功率比值，这一概念是针对多端口的天线。 注：理想的隔离度应该是无穷大。 功率容量：输入天线的最大能确保天线不损坏且能正常工作的平均功率 03 辐射参数 一、方向图(pattern)：天线辐射特性（场强振幅、相位、极化）与空间较大关系的图形。 功率方向图： 与天线相同距离各点的辐射功率通量密度随空间方向分布的图形 场强方向图： 与天线相同距离各点的电场强度随空间方向分布的图形。 二、增益（Gain） 概念： 天线在某一规定方向上的辐射功率通量密度与参考天线在相同输入功率时最大辐射功率通量密度的比值。 注： 1.不做特殊说明，天线增益均是指最大辐射方向的增益 2.它表征将输入给它的功率按特定方向辐射的能力。 3.同等条件下，增益越高，方向性越好，电波传播的距离越远，即覆盖的距离增加。但是波速宽度会别压缩，波瓣越窄，从而导致覆盖的均匀性变差。 4.它是选择基站天线最重要的参数之一。 5.天线是无源器件，不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。 6.天线的增益由振子叠加而产生。增益越高，天线长度越长。 三、极化方式 概念： 描述电磁场强矢量空间指向的一个辐射特性。 没有特殊说明，通常以电场矢量的空间指向作为电磁波的极化方向，且指该天线的最大辐射方向上的电场矢量。 如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称为水平极化波。 移动通信系统通常用垂直极化，广播系统常用水平极化，卫星通信用椭圆极化。 四、前后比：天线在主瓣方向与后瓣方向信号辐射强度之比 天线的后向180°±30°以内的副瓣最大电平与主瓣波束电平之差。 一般情况下，数值越大越好，单位了保证切换正常，在快速移动的使用场合时，不宜太大。 五、交叉极化比：极化分集效果优劣的指标 注：它是针对单极化天线或双极化天线的一个“单极化部分”，而不是针对双极化天线 六、副瓣抑制：也称旁瓣抑制，抑制同频干扰或异频污染的辅助指标。能有效降低干扰，改善语音质量，提高系统容量 副瓣：天线的主平面方向图中，除了主瓣外，波主瓣小的所有辐射瓣都称副瓣；紧邻主瓣的副瓣称为第一副瓣 TIS&TRP TIS（total istropic sensitivity）：全向接收灵敏度 反映在整个辐射球面手机接收灵敏度指标，反映整机的接收灵敏度的情况。 注： 与传导灵敏度和天线的辐射性能有关。 TRP（total radiated power）: 全向辐射功率 通过对整个辐射球面的发射功率进行面积分，求平均值得到。反映整机的发射功率情况。 注： 与终端产品的传导情况下的发射功率和天线辐射性能有关 SAR（Specific Absorption Rate）:一般称为电磁波吸收比值或比吸收率。 信息技术的飞速发展，大众在享受无线通信设备带来的各种便利之时，也日益关注无线通信终端的电磁辐射对人体健康的影响。由于FTA测试没有测试天线的性能，不能体现人头手对手机射频性能的影响，不能真实评价手机的射频性能，因此各国政府部门、电信法规机构等要求将电磁波辐射降低至一个合适的水平，于是又出现了SAR的测试 定义： 在外电磁场的作用下，人体内产生感应电磁场。单位为W/kg或mW/g 意义： 单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁功率 注： 反映天线的近场辐射性能。 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）

01 二次电池（充电电池）简介 二次电池是相对于一次电池，在实际使用过程中一次电池放电结束后即报废，二次电池可以进行再次充电，活性物质的能够发生可逆的氧化还原反应。 一次电池和二次电池的区别如下： 从结构上看，二次电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆性变化。 一次电池的质量比容量和体积比容量均大于普通充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低。 一次电池的自放电远小于二次电池。一次电池只能放电一次，如，碱性电池和碳性电池就属于此类，二次电池可反复循环使用。 二次电池相对一次电池更环保。一次电池使用后就必须废弃，而充电电池可反复使用，符合国家标准的次世代充电电池通常可反复使用1000次以上，也就是说充电电池产生的废弃物不到一次电池的1000分之1，不论从减少废弃物还是从资源利用及经济的角度来考虑，二次电池的优越性都是十分明显的。 一次电池内阻远大二次电池，其大电流放电性能亦不及二次电池。 在小电流、间歇性放电的条件下，一次电池的质量比容量大于普通二次电池，但当放电电流大于800mAh，则一次电池的容量优势就会明显减小。 02 二次电池种类应用场景 1、铅酸电池 标称电压: 2.0V(放电截止电压: 1.5V ) 常用型号: 2V,4V,6V,12V,24V,36V,48V等 循环寿命: 理论400-600周,实际200-300周 优点: 技术成熟,价格便宜,安全可靠,维护简单 缺点: 能量密度低,循环寿命短,笨重且不环保 适用: 交通运输,电信电力,储电源,应急照明 2、镍镉电池 标称电压: 1.2V(放电截止电压: 0.9V ) 常用型号: AA、AAA、D、C、SC、扣式等 循环寿命: 标准循环500周后,剩80%容量 优点: 价格便宜,放电平稳,支持大电流放电 缺点: 电压低,容量低,有记忆效应且不环保 适用范围: 可替碳性干电池,用千小功率电器 3、镍氢电池 标称电压: 1.2V (放电截止电压: 0.9V ) 常用型号: AA,AAA,D,sC,9V,扣式,口香糖； 循环寿命: 标准循环500周后,剩余80%容量； 优点: 容量较高,安全环保,支持大电流放电； 缺点: 电压低,自放电,有记忆效应,价格较高； 适用范围: 可替碱性千电池,用千大功率电器； 4、锂离子电池 标称电压: 3.6V (磷酸铁锂电压3.2V ) 按形体分: 有圆柱形锂电池和方形锂电池 按外包材料: 有铝壳，钢壳,聚合物软包等 按材料体系: 钻酸理,锰酸理,三元理,磷酸铁理三元 循环寿命: 循环500-1000周后,剩80%容量 磷酸铁锂: 2000-3000周后,剩余80%容量 常用型号: 18650,21700,26650等,型号众多 优点: 电压高,能量密度高,寿命长,无记忆效应 缺点: 价格高,须有保护电路,安全性有待提高 适用: 3C数码,交通运输,电力储能,电动工具等 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）

01 一次电池简介 一次电池即原电池（primarycell、primarybattery）（俗称干电池），是放电后不能再充电使其复原的电池，通电电池有正极、负极电解以及容器和隔膜等组成。 一次电池和二次电池的区别如下： 从结构上看，二次电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆性变化。 一次电池的质量比容量和体积比容量均大于普通充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低。 一次电池的自放电远小于二次电池。一次电池只能放电一次，如，碱性电池和碳性电池就属于此类，二次电池可反复循环使用。 二次电池相对一次电池更环保。一次电池使用后就必须废弃，而充电电池可反复使用，符合国家标准的次世代充电电池通常可反复使用1000次以上，也就是说充电电池产生的废弃物不到一次电池的1000分之1，不论从减少废弃物还是从资源利用及经济的角度来考虑，二次电池的优越性都是十分明显的。 一次电池内阻远大二次电池，其大电流放电性能亦不及二次电池。 在小电流、间歇性放电的条件下，一次电池的质量比容量大于普通二次电池，但当放电电流大于800mAh，则一次电池的容量优势就会明显减小。 02 一次电池种类应用场景 1、碳性电池 标称电压: 1.5V(放电截止电压: 0.9V) 常用型号: 1号/大号，5号/AA，7号/AAA，9V等 优点: 安全可靠,价格便宜(市场价约0.5元/粒); 缺点: 容量小,保质期短,只适用小功率电器,不环保; 适用范围: 闹钟,计算器,遥控器,小功率玩具等电器； 2、碱性电池 标称电压: 1.5V(放电截止电压:0.9V ) 常用型号: 1号,5号,7号,9V,12V23A,12V27A等 优点: 容量高,保质期长,能大电流放电,安全环保； 缺点: 价格比较高(市场价2.5元左右),不能循环用； 适用范围: 鼠标,键盘,智能门锁,电动玩具等电器 3、锂锰电池 标称电压: 3.0V(放电截止电压: 2.0V ) 常用型号: CR2016,CR2025,CR2032.CR123A等 优点: 价格低廉,储存寿命长,能量密度高,安全可靠 缺点: 不能循环使用,资源浪费较大; 适用范围: 汽车遥控钥匙,计算机,电动玩具,手表等 4、锂亚电池 标称电压: 3.6V(放电截止电压: 2.0V ) 常用型号: ER14505,ER18505.ER26500等 优点: 比能量高,工作温度范围宽,贮存性能好； 缺点: 价格高,安全性较差,电压滞后,不够环保； 适用范围: 数控机床,智能水表电表,测量仪器仪表等； 5、锌锰电池 标称电压: 1.5V (放电截止电压: 0.9V ) 常用型号: LR41,LR44,LR48LR55,LR60等 优点: 容量高,适合大电流工作,高低温性能佳 缺点: 不能循环使用,资源浪费较大 适用范围: 手表,计算器,助听器,防盗器,仪器仪表等 6、锌银电池 标称电压: 1.5V(放电截止电压: 0.9V ) 常用型号: SR621SW.SR41SW,SR48SW,SR43SW等 优点: 容量较高,且放电平稳,性能极佳 缺点: 价格高,不能循环使用,对环境有一定影响 适用范围: 手表,计算器,助听器,电表,潜水艇等 7、锌空电池 标称电压: 1.4V(放电截止电压: 0.9V) 常用型号: A10.A13,A312.A675等 优点: 比能量大，价格便宜,安全环保 缺点: 使用寿命较短,不能循环使用. 适用范围: 手表,计算器,助听器,电表等 8、锂铁电池 标称电压: 1.5V (放电截止电压: 0.9V) 常用型号: FR10445,FR14250.FR14505等 优点: 体积小重量轻,贮存性能好,适合大电流放电 缺点: 成本高价格高,生产设备自主化程度低 适用范围: 鼠标,键盘,智能门锁,电动玩具等电器 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）