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【转】被“忽悠”的天线指标

作者: 浏览量:70 来源: 时间:2020-12-22 16:50:44

作为一直从事射频和通信工作35年以上的老兵,近段时间主要搞物联网天线的研发设计和方案论证,因此免不了经常从网上看一些同行的物联网天线,学习一下同行的设计思想。处于对市场的关心,也会经常浏览一下网上天线的指标及价格。

说老实话,看了很多天线商家的天线性能指标介绍后,我就非常郁闷了,不知道这些不靠谱的指标或者说吹牛的指标是怎么来的?

如果诸位是物联网行业的从业者,你可能不是一个射频工程师也不要紧,只希望你能了解一些射频与天线的常识,别再闹笑话了,愧对你所从事的行业。

一) 关于外置天线那些事

1) 通常,天线的频率决定了天线的尺寸,频率越低尺寸越大,频率越高尺寸越小。否则由于阻抗的失配,性能会变得很差。

2) 市面上物联网外置天线以单极子技术的天线居多,偶极子天线略少一些(特殊用途也有八木天线,对数天线,多波束天线等)。单极子是1/4波长天线;偶极子是1/2波长天线。

3) 以1GHz频率为例,它的波长是30cm,1/2波长为15cm,1/4波长为7.5cm。如果是0.8GHz,以上各值除0.8即可,以此类推。这就是理论合适天线的尺寸。

4) 由于材料和技术的原因,天线是有小型化可能的,但都是以牺牲效率和其它指标为代价的。不可能好事都是你的。

5) 网上卖天线的商家,经常会拿天线增益说事。反正3dB,5dB,7dB等天线增益的大把人说。我这里给朋友科普一个常识,以NB-IoT天线为例,单极子天线(天线长度8cm左右)的理想仿真增益也就2dB多点,如果天线长度大于15cm,有可能是偶极子天线,仿真增益也就5dB左右。并且请注意,我这是在理想仿真条件下的结果。

6) 也有些商家拿天线的驻波(回波损耗)说事,这虽是天线的一个重要指标,但也不要太迷信。天线匹配的好回波损耗低是一回事;天线匹配不好,增加天线衰减也能降低回波损耗,但牺牲的是效率。

二) 关于内置天线那些事

1) 内置天线与外置天线还是有很大的不同。外置天线工作环境一般周围没有多少干扰的东西,也就是大家的使用环境大同小异,因此,可以作为公共产品批量生产销售。而内置天线一般周围有大量的金属器件和电路板,电磁干扰会因这些东西的大小和远近不同而不同,也就是说,每款产品的电磁干扰都不同。

2) 天线说白了就是一个谐振电路,干扰就相当于电感和电容作用于天线。因此在理想环境下设计好的天线,内置于产品内部时,由于不可预知的电感和电容(相当于电抗),会匹配拉偏,谐振拉偏,甚至无法使用。

3) 内置天线必须内置于产品内部既定的安装位置进行匹配调试,匹配的过程相当于想尽办法抵消内部的感抗和容抗。

4) 与你产品匹配的内置天线不可能在匹配之前就有,它只有在多次的反复匹配修正好并定型后才可进行批量生产。

5) 网上卖的内置天线的所有指标,对你而言只有外形尺寸和重量有意义,其它对你而言没有任何意义,都是忽悠。

6) 换言之,你的内置天线是不可能匹配之前直接买到现成产品的,必须经过反复多次匹配调整后定型的天线,才有意义。

7) 内置天线方案能力和匹配水平,将直接影响到天线方向图和效率。

三) 总结

天线的指标,都是在特定的使用环境中测试得出的,如果对方的测试环境与你的使用环境不符,那么他天线的指标对你而言就没有任何参考价值。


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