金航标Kinghelm给您科普如何为设备选天线？

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2022-08-18 13:58:41 1

在无线通信中选天线可能是一项艰巨的任务，需要考虑多方面因素和参数。尽管通过多种物理、电气和经济指标找到适合给定应用的完美天线很重要。在确定了其应用类型考虑了这些参数后，您知道天线对设备射频实际性能是多么重要。通常天线选择的主要参数包括:

频率范围
带宽
增益和方向性
阻抗
连接器类型
功率处理能力

1.频率范围

天线在设计选择时，这是一个非常重要的因素；您必须清楚设备工作在哪个频段。以下是常用频率表：

WiFi	2.4GHz and 5.8GHz
GPS	1575.42 -1610 MHz
GSM Modem	850, 900, 1800, 1900 Band

表1.常用无线设备频率范围表

您设备使用的频率将直接决定天线的尺寸。因为更高的频率具有更小的波长，因此可以使用更小的天线。

假如您已签约为出租车公司或市政巴士服务定位天线，这些服务需要在他们的车辆中安装GPS功能，以便他们可以跟踪他们的车队。这就提出了设计方面的挑战，以前我们受到尺寸限制的挑战，现在我们不再受空间限制，而是受到环境和噪音的挑战。我们将寻找一种安装在面板上的天线，以便将其连接到车辆上，并且由于它将在外部，因此它必须至少具有IP67等级。

2.带宽

天线领域有几种不同的频率范围配置。如果您正在寻找蜂窝网络覆盖范围，将需要较宽的带宽。许多天线虽然具有较宽的总带宽，但中心频带较小。这对于需要多频段解决方案的工程师来说很方便。移动通信中FXUB70.A.07.C.001 的频率范围从698MHz到3GHz，并有六个设计用于运行的频段。这可能不是任何给定频率的最佳天线，但它以经济且美观的封装提供了广泛的可用频率。

例如在LTE BTS中有一个SON接收器链，并且该SON接收器链必须接收来自所有相邻基站(这些相邻基站可能是其他频段)的信号，在这种情况下您将需要一个宽带天线。

3.增益和方向性

虽然天线是无源设备，但它们仍然具有增益。天线增益与放大器或任何类型的有源设备的不同，而是与天线的方向性相对应的比率。还有其他几种测量天线增益的方法，dBi是主要指标之一，也可以用dB表示，在这种情况下10dB 将是向各同性天线能量的10倍。另一个是dBd，它与偶极天线有关，各同向性天线在各个方向均匀地辐射功率。虽然这是一个理想的天线但它并不存在；它作为参考，通过比较来测量其他天线的增益。一些天线比其他天线具有更多增益的原因是因为它们是定向的，并且在给定方向上传输的功率比各向同性天线要多。具有非常定向辐射模式的天线的一个很好的例子是碟形天线。虽然增益很高且范围很长，但只有当天线指向它试图与之通信的对象时，它才会起作用。

天线高增益是好事吗？答案是：取决于它的应用程序；如果您使用的是定向天线，那肯定是的。

在设计设备时天线放置可能是成功的关键，尤其是当您使用像碟形天线这样的定向天线时。如果您使用的设备(如蜂窝电话)需要在不同方向搜索多个蜂窝塔，那么具有更高的增益可能并不重要，因为您不会将天线永久指向任何东西。产品数据表上的增益规格只会显示天线的能力。最终电路的设计将决定现实世界中的增益。

阻抗

由于天线是整个电路中的一个组件，我们需要考虑它将如何与设计的其余部分交互。天线旨在将电磁波辐射到自由空间，为了有效地做到这一点，我们需要最大的功率传输。这意味着我们将希望在我们的天线上有一个与传输线具有相同阻抗的终端。虽然这在RF世界中是众所周知的，今天大多数天线都需要50欧姆的端子。

连接器类型

除了天线，您还需要为它选择选择最佳连接器。如果您正在处理需要实际同轴连接器的天线，一旦知道阻抗要求，您仍然会拥有大量可能工作的连接器。如果可能，选择更流行的连接器样式可能是谨慎的。许多对讲机将使用SMA或 RP-SMA连接器，许多移动设备将使用UHF连接器，许多Wi-Fi模块将使用 U.FL连接器。

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如果您有一些原型射频硬件开发板，请检查安装在输出端的连接器类型，并寻找具有更相似连接器类型的天线。

功率处理能力

在H 系统中存在增加发射功率电平的趋势。考虑到多通道或多模传输的使用，这种趋势并非完全不合理；传输系统的总功率容量必须足以允许每个通道有足够的功率电平。以高功率运行的另一个原因是提高可靠性，尤其是在紧急情况下。除了成本，大功率运行的主要缺点是干扰问题。然而，辐射方向图特性和频率管理方面的改进缓解了这种情况。

就像电子产品中的任何东西一样，这一切都归结为应用程序的要求。有时定制天线是最好的解决方案。

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