天线选型的关注点

news2024/9/22 15:43:24

一、一般注意事项

频段
        常用频段为: 2.4GHz~2.5GHz, 5.15GHz~5.85GHz,以及双频。
增益
        内置天线主要关注对所需要的面的覆盖情况,外置天线主要关注水平面的增益要求,常见外置天线增益有 1、 2、 3、 4、 5dBi。
外形
        确定需要何种外形结构以及颜色。
馈电类型
        微带线馈电、 cable 线馈电。
馈线长度
        cable 线长度。
接头类型
        可拆卸的 SMA 头;不可拆的用焊接头或是用 I-PEX 端子。
驻波比和带宽
        2.4G 频段驻波小于 2 的带宽为 100MHz 以上, 5G 频段驻波小于 2 的带宽为 700MHz 以上。
天线摆放
        对多天线产品,需要考虑各天线摆放位置对性能的影响。两个天线间距离不能太近,以保证隔离度要求。需考虑各天线方向图互补特性和隔离度。
二、内置天线注意事项

        由于内置天线尺寸较小且距离其他器件很近,使用环境复杂,因此需要特别注意。
        内置天线受使用环境影响较大,尤其的“地”的形状尺寸以及大器件的形状和位置,对天线方向图和驻波都有明显影响。即使同一个内置天线在不同机型上的性能也可能会相差较大。
        内置天线一般需要针对每个特定机型单独设计天线。
        多天线需考虑各天线方向图互补特性和隔离度。
        天线的位置尽量远离高大的金属器件。具体在特定机型上天线的位置及尺寸可以与天线组同事及时沟通确定。
三、常见问题说明
        增益与传输距离的关系
        接收天线接收的功率为:

其中, Gt、 Gr 分别为发射天线和接收天线增益, Pt、 Pr 分别为发射天线辐射功率和接收天线接收功率, R 为收发天线之间的距离。
从上式可知,理论上增益增大 3dB,辐射范围扩大 1.4 倍。

驻波、效率、方向性与增益的关系
驻波、效率、方向性对增益都有影响,而且其影响是综合的。
驻波差,则反射强,效率低,增益低。
天线损耗越大,效率越低,增益越低。
方向性越好,能量越集中在特定方向,增益越高。
一般说来,天线的主瓣波束宽度越窄,副瓣越小,天线增益 G 越高。当旁瓣电平及前后比正常的情况下,可用下式近似表示:

其中, Ga 为天线增益,β 为垂直半功率角,θ 为水平半功率角

内置天线与外置天线哪个更好?
内置天线效率较低(50%~80%),方向性较差,部分方向可能会有缺角(信号较弱),但成本较低。
外置天线方向性较好,增益较高,效率也较高(70%~85%),但成本较高。
实际项目中会综合考虑外观、性能、成本等因素综合选取最适合的天线类型。
天线增益越大越好吗?
天线增益要根据实际需要选取, 由于天线辐射的总能量是一定的, 如果增益太大,其方向图覆盖范围就较小。因此,如果要达到全向覆盖的效果,就不能选取增益较高的天线。如果要进行定向传输,则优先选取增益较高的天线。
此外,增益过高可能会存在认证方面的问题。

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