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[嵌入式]嵌入式UWB定位测距设备开发实战(7)硬件之天线选型

????????由于UWB定位测距设备中用到了4G、WiFi、蓝牙、以及UWB这四种无线通信技术,因此需要相应的天线。等等天线?是家里电视用的那个卫星接收机吗?是的,原理都一样,都是对信号进行收集整理的部分。

? ? ? ? 说到天线,可能大部分同学都觉得太高深了,整不了。我一开始和大家的想法是一样的,但是产品需要,必须使用。再加上我是一个为了做产品啥都学的程序员(这话可不能白说,手动掐腰),最终我也是咬着牙去学习的,关于天线的一些知识。以下就和大家来一起分享关于天线部分的选型。

天线是啥?

天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,简单理解就是空间中无线电磁波信号与电路中交流电信号的转换装置。就这些?你是不是觉得我要讲一大堆专业的术语,那你就错了。你就记住这一句话就行。

天线就两种用法,发射和接收。

发射的时候,天线可以把电路中的交流电信号转换成电磁波辐射到空间中。

接收的时候,天线可以把空间中的电磁波信号转换成电路中的交流电信号。

天线是无线通信的关键保障之一。目前天线的形式多种多样,常见的有棒状天线、船桨天线、吸盘天线、FPC天线等等;可根据UE(用户终端)的使用场景及其本身大小等相关因素进行选择。

天线的特性

1、工作频率

天线根据频率的不同划分成很多种,日常生活中说的2.4G的WiFi、蓝牙指的就是2.4GHz频率。

常见的就是4G天线、蓝牙WiFi天线以及433MHz天线。其中4G天线的工作频率范围分布较为广泛,700MHz~2.7GHz,根据各个国家的不同有所不同。因此我们选4G天线的时候,需要能够覆盖的频率必须不必这个范围大。

2、辐射方式

天线的辐射方式分为全向和定向:

其中全向指的是,360度无死角辐射,也被称为无方向。

定向指的是在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强,而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小,也就是平常所说的有方向性。

定向天线的好处是可以将某一方向的信号增强,在特定场景下适合,但是不适合我们要做的设备。

本产品中用的均为全向天线

3、阻抗特性

移动通信系统中所用的天线阻抗一般都是50欧姆的,选择相应的阻抗可以最大的发挥天线的效果。

4、增益

天线的增益——在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。

可以定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。一般由dBd和dBi表示其参数,相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远

天线选择

讲完了上面是不是还是一头雾水,啥?啥?啥?

好了,上面是理论,接下来就是实践。根据使用需求不同,天线分为板载天线(PCB天线)、FPC柔性天线、陶瓷天线以及天线模组。

陶瓷天线:这家伙见过吧,很多定位器里都是这东西,主要用在GPS上,优点是效果好,增益高。缺点:体积大、价格贵。(Pass)

?FPC柔性天线:手机里的天线,都是这东西。优点:体积小。缺点:效果一般。(Pass)

PCB天线:是不是在很多电路板上看到过,很多通信模组上都是这种PCB天线。优点:成本极地,只要电路板有地方就可以画,几乎没啥成本。缺点:由于在电路板上,整体电路会对天线产生影响,是的天线效果不是很好,为了达到效果需要对电路进行调教。(Pass)

?PCB天线模组:这就是最终选择的天线方案。使用别人做好的PCB天线,成本低,可实现SMT贴片,体积非常小,同等大小情况下,效果比PCB天线好很多。这也是在网上无意间找到的,万能淘宝。

本产品所用的4G天线和WiFi蓝牙天线以及GPS天线都是采用的这种方案。分别为下列型号:

GPS天线:

WiFi蓝牙天线:

4G天线:

好了以上就是关于天线选型的所有内容,下期我们来探讨设备数据以及充电接口顶针的方案。


我是一个为了做产品啥都学的程序员,希望这些文字能对你有些帮助。

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加:2021-07-10 14:41:08  更:2021-07-10 14:41:22 
 
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