天线的基本工作原理
也给大家讲讲吧,不能讲的太浅是吧
简单点说就是,导线上有交变电流流动时,就会发生电磁波的辐射。
对于传输线,因为两根导线间距很近、电流幅度相等、相位相反,所以产生的电场被束缚在两导线之间(远区场相互抵消)不会辐射电磁能量。
如果将两根导线张开,因为导线上的电流方向相同,所以产生的电磁场会叠加,从而辐射出电磁能量。
辐射电磁波的能力和导线长度
直接相关。
当单根导线长度为1/4波长奇数倍时,会在导线上产生驻波,此时辐射出的电磁能量最大。
最经典、应用最广泛的天线——半波偶极子天线:
其单臂长度为1/4波长,全长为1/2波长。
不同行业的模组需要根据具体的应用环境、电路布局、产品结构以及性能要求来选择合适的天线类型。正确的天线选型对于确保产品的射频性能至关重要。
下面我们以
智能门锁行业为例
,
说下
天线的选择和调试过程
。
注意
:门锁功能越多,锁体内部结构越紧凑,天线位置选择越困难。
那么智能门锁行业选择和安装天线需要注意哪几点呢?
门锁是全金属结构,就需要考虑天线的装配位置,常规的做法是在
金属壳体上开槽,或者把天线设计在塑胶壳体上
(天线周围需要一定的净空)。
天线安装的区域应该
远离金属(距离金属应该大于10mm以上)
,不能直接贴在金属上面,天线与附近物体之间需要较大的净空区,否则天线匹配将会变得困难,辐射场会扭曲畸变,天线效率会降低。
天线尽量
不要安装在金属正上方或者正下方
,如果是在正上方或者正下方请保证天线距离金属20mm以上。
当天线安装在塑胶外壳上时,外壳涂层不能含金属成分,若金属成分比例过高会影响天线信号传输。
同时还要考虑产品尺寸的问题:
当产品尺寸很小时,需要通过调整辐射臂的走线形式将天线小型化,例如蛇形走线,或者通过接地的方式增加天线的电长度。
2.4G-FPC天线,PIFA结构,天线面积要求是45*20mm
2.4G-弹片天线,PIFA结构,天线面积要求是25*8*8mm
LoRa天线,PIFA结构,天线面积要求是50*40mm
以一个客户例子来说明下,该客户主要做智能锁,应用于智能家居行业,前期的沟通和了解后,
最适合客户项目产品的
需求频段是2.4G-2.5G,天线形式:FPC+同轴线
。
(PS:
具体选型和设计可咨询安信可商务18022036575
)
客户产品是智能门锁,天线区域开槽尺寸为31*18mm,天线使用PIFA结构,同轴线使用的是RG1.37线,总线长为500mm(线长越长衰减越大),2.4G频段门锁产品一般要求天线效率30%以上,天线驻波比要求2以下。
经过多次测试,从以下图片数据可以看出,天线驻波比小于2,天线效率大于30%。
好了,接下来拿天线,用不同型号门锁的测试数据对比,这里我们简称门锁A和门锁B:
以下S11参数及天线增益和效率的数据是
门锁A的数据,天线驻波比小于2,天线效率大于30%,满足行业设计要求
。
以下S11参数及天线增益和效率的数据是
门锁B的数据
,天线驻波比大于2,天线效率小于30%,不满足行业设计要求。
通过数据对比可以看出,当整机环境不一致时,天线效率会出现不一样的结果!
所以天线的使用,需要考虑整机环境的影响,当大小差不多的两个整机,放置同一个天线时,天线周围的环境差异就会对天线产生影响,产生不一样的结果,也会影响产品的使用,还是需要经过多次测试,才能选出最适合的天线。
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,20多年天线经验是时候秀一把了,加上安信可的模组能力,不来体验一把“模组+天线”打包的服务吗?