无线模块的通讯间隔是一项重要目标，怎么把有用通讯间隔最大化一直是咱们疑问的问题。本文依据调试经历及对天线的挑选与运用方法做了一些阐明，期望对工程师快速调试通讯间隔有所协助。
一、天线的品种
跟着技能的前进，为了节约研制周期，不少厂商都推出各式各样的制品天线。可是假如工程师挑选不妥，不只起不到应有的效果，反而会糟蹋许多时刻与本钱在排查调试上，因小失大。本文将介绍常用的几种天线并结合在工程中的实践运用经历给出规划主张，以供咱们参阅。
接下来为咱们介绍常用的天线品种:
(1)板载PCB式天线:选用PCB蚀刻而成，本钱低，可是功能有限，可调性好，可大批量用于蓝牙、WiFi无线通讯模块。
(2)SMT贴片式：常用的有陶瓷天线，占用面积少，集成度高，简单替换，适用于对空间要求小的产品，可是该类型天线价格稍贵且带宽偏小。
(3)外置棒状天线：功能好，无需调试，便利替换，增益高，适用于各种终端设备。
(4)FPC天线：经过馈线衔接，装置自在，增益高，一般能够运用背胶贴在机器非金属外壳上，适用于功能要求高且外壳空间足够的产品上。
图1 常见天线
天线的效果是将射频信号辐射到自在空间，这时分挑选适宜的天线关于传输间隔就有很大的影响。天线对周围环境很灵敏，许多情况下会呈现即便挑选了适宜的天线，也达不到预期的效果。因为有些客户对天线规划需求考虑的要素不清楚，这儿咱们给出在实践工程规划中的一些经历，便于客户更好地规划出自己的电路与PCB，添加项目的成功时机。
二、天线的挑选
影响无线模块通讯间隔的首要参数是发射功率，无线模块的发射功率以及对应的抱负传输间隔在手册上均能查到，在确认了发射功率满意需求的前提下，然后考虑天线的选用和天线的方向性。
首先是天线的选用：
天线的首要目标包括以下几个：频率规模、驻波比SWR或VSWR、天线增益、极化方法和阻抗。频率规模按需挑选;驻波比最好小于1.5;天线增益对传输间隔也有影响;极化方法分为线性极化和圆极化;阻抗需求与无线模块的输出阻抗匹配，一般为50欧姆。这儿要特别注意驻波比参数，购买天线后最好用网络分析仪测验一下SWR。
驻波比与回波损耗、传输功率的对照表如表 1所示。
表 1 驻波比与回波损耗、传输功率对照表
由上表可知，VSWR=1.5时，理论传输功率为96%，当VSWR=2时，传输功率只要88.9%，有的天线驻波比目标是小于2，选用天线的时分最好是驻波比小于1.5，能够得到较高的传输功率。
其次是天线的方向性：
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纳才干。衡量天线方向性一般运用方向图，图 1所示是一个频率规模从2400MHz到2500MHz天线的方向图。
图 1天线的三维方向图
天线竖直放置时，赤色最深的方向是天线辐射或接纳才干最强的方向，所以在装置天线的时分，要尽或许往赤色指向的方向去装置天线，这样才干确保足够好的信号质量。别的，金属平板对信号有屏蔽效果，所以发射，接纳的方向上不要有金属平面。
也有一些天线的手册上给出的天线方向图是用二维图来表明的，分为H-Plane和E-Plane，如图 2所示。
图 2 天线的二维方向图
在测验无线模块彼此通讯时，天线的方向性必需求考虑，在通讯空间没有遮挡且天线的方向对应最强辐射方向时，通讯的间隔能够到达最大。假如天线装置的不适宜，会导致通讯间隔变短，乃至无法通讯。
工程师在测验无线模块通讯时，经常会遇到信号弱、通讯间隔没有到达手册中的阐明或许丢包率高，在确认无线模块自身没问题的情况下，无妨先测验一下天线自身的功能，然后再依照天线信号辐射强的方历来测验，会得到更好的测验成果。
三、天线部分电路
1、匹配电路规划
在原理图规划时，需求在天线与模块射频输出管脚预留一个π型网络。天线的阻抗受PCB的铺地、天线的装置以及周围的金属等要素影响，预留这个网络是为了在天线严峻违背50欧姆阻抗时，将其匹配至50欧姆。
X1，X2，X3都是电抗元件，假如天线是规范的50欧姆阻抗，那么X2，X3能够不焊接，X1接220PF%&&&&&%或许0欧姆电阻。在PCB规划时，这三个器材现已尽量接近模块的射频输出脚，并且衔接的传输线短且直。匹配元件的周围1.5mm区域内不要铺地，以削减寄生参数对匹配电路的影响。
图2 匹配电路
2、微带线规划
在PCB规划时，因为大部分的天线与模块的输出阻抗是50欧姆，为了尽量削减在传输过程中能量的反射，射频输出管脚到天线之间的PCB引线应为50欧姆的微带线。常用的板材为FR4(介电常数4.2-4.6)，依据经历，当线宽约为微带线间隔参阅层间隔的2.2倍时，微带线的特征阻抗约为50欧姆。详细规划时,主张运用微带线阻抗操控东西(ADS、txline等)来核算,并经过实践调试来完结微带线的规划。如下图所示，微带线下面的铺地层有必要是完好的地，在微带线两边需求多打接地过孔。
图3 微带线
3、金属对天线的影响
假如天线邻近有金属材料的物体时，金属能反射电磁波，不但会影响天线的实践运用空间，添加天线的损耗电阻，下降辐射效率，并且导致天线辐射功能的恶化。在装置天线时，要注意：
a：天线间隔电池至少要有5mm;
b：天线间隔屏蔽壳至少要有4mm;
c：在需求装置外壳的场合，不要在外壳外表运用具有金属成分的喷漆或许镀层。
看到这儿，关于无线产品的天线规划技巧，你学到了吗?
