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如何改变天线对无线模块的影响?

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如何改变天线对无线模块的影响?

发布日期:2021-01-08 作者: 点击:

无线模块延伸到很多的系统中,如铁路无线通信、工业自动化、水文监测系统、油田数据采集、煤矿安全监控系统、管网监控、污水处理监控。无线模块的通信距离是一项重要指标,如何把有效通信距离最大化一直是客户疑惑的问题。

而天线说通俗一些就是,天线就是一个“转换器”——把传输线上传播的导行波,变换成在自由空间中传播的电磁波,或者进行相反的变换。




本文根据调试经验,对天线的选用及使用方法做一些说明,希望对工程师快速调试通信距离有所帮助。


影响无线模块通信距离的首要参数是发射功率,无线模块的发射功率以及对应的理想传输距离在手册上均能查到,在确定了发射功率满足需求的前提下,然后考虑天线的选用和天线的方向性。



1、选择合适的天线

天线的分类形式有很多,大致分为柔性(FPC)软天线、板载PCB天线、胶棒天线、吸盘天线等。天线的主要指标包含以下几个:频率范围、驻波比SWR或VSWR、天线增益、极化方式和阻抗。




  • 频率范围按需选择;

  • 驻波比最好小于1,要特别注意驻波比参数,购买天线后最好用网络分析仪测试一下SWR5;

  • 天线增益对传输距离也有影响;

  • 极化方式分为线性极化和圆极化;

  • 阻抗需要与无线模块的输出阻抗匹配,一般为50欧姆。

2、天线的方向性

天线都有方向性,指的是天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力。衡量天线方向性通常使用方向图,一个频率范围从2400MHz到2500MHz天线的方向图。


天线竖直放置时,红色最深的方向是天线辐射或接收能力最强的方向,所以在安装天线的时候,要尽可能往红色指向的方向去安装天线,这样才能保证足够好的信号质量。另外,金属平板对信号有屏蔽作用,所以发射,接收的方向上不要有金属平面。


在测试无线模块相互通信时,天线的方向性必须要考虑,在通信空间没有遮挡且天线的方向对应最强辐射方向时,通信的距离可以达到最大。如果天线安装的不合适,会导致通信距离变短,甚至无法通信。

总结

工程师在测试无线模块通信时,经常会遇到信号弱、通信距离没有达到手册中的说明或者丢包率高,在确定无线模块本身没问题的情况下,不妨先测试一下天线本身的性能,然后再按照天线信号辐射强的方向来测试,会得到更好的测试结果。



当然,影响无线模块的通信距离有很多的因素,天线只是其中的一种,我们想通过优化天线达到更好的通信效果那么对于天线的选择就应该与模块的匹配达到最佳的,但这也不是绝对的,我们在实际的应用中也可能会出现性能稍差的天线通信距离可能更远因此天线的选择也应该灵活的、适用的。


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