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定位測距設備中用到了4G、WiFi、藍牙、以及UWB這四種無線通信技術,因此需要相應的天線。等等天線?是家里電視用的那個衛星接收機嗎?是的,原理都一樣,都是對信號進行收集整理的部分。
? ? ? ? 說到天線,可能大部分同學都覺得太高深了,整不了。我一開始和大家的想法是一樣的,但是產品需要,必須使用。再加上我是一個為了做產品啥都學的程序員(這話可不能白說,手動掐腰),最終我也是咬著牙去學習的,關于天線的一些知識。以下就和大家來一起分享關于天線部分的選型。
天線是啥?
天線是發射和接收電磁波的一個重要的無線電設備,簡單理解就是空間中無線電磁波信號與電路中交流電信號的轉換裝置。就這些?你是不是覺得我要講一大堆專業的術語,那你就錯了。你就記住這一句話就行。
天線就兩種用法,發射和接收。
發射的時候,天線可以把電路中的交流電信號轉換成電磁波輻射到空間中。
接收的時候,天線可以把空間中的電磁波信號轉換成電路中的交流電信號。
天線是無線通信的關鍵保障之一。目前天線的形式多種多樣,常見的有棒狀天線、船槳天線、吸盤天線、FPC天線等等;可根據UE(用戶終端)的使用場景及其本身大小等相關因素進行選擇。
天線的特性
1、工作頻率
天線根據頻率的不同劃分成很多種,日常生活中說的2.4G的WiFi、藍牙指的就是2.4GHz頻率。
常見的就是4G天線、藍牙WiFi天線以及433MHz天線。其中4G天線的工作頻率范圍分布較為廣泛,700MHz~2.7GHz,根據各個國家的不同有所不同。因此我們選4G天線的時候,需要能夠覆蓋的頻率必須不必這個范圍大。
2、輻射方式
天線的輻射方式分為全向和定向:
其中全向指的是,360度無死角輻射,也被稱為無方向。
定向指的是在某一個或某幾個特定方向上發射及接收電磁波特別強,而在其他的方向上發射及接收電磁波則為零或極小,也就是平常所說的有方向性。
定向天線的好處是可以將某一方向的信號增強,在特定場景下適合,但是不適合我們要做的設備。
本產品中用的均為全向天線。
3、阻抗特性
移動通信系統中所用的天線阻抗一般都是50歐姆的,選擇相應的阻抗可以最大的發揮天線的效果。
4、增益
天線的增益——在輸入功率相等的條件下,實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的信號的功率密度之比。
可以定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。一般由dBd和dBi表示其參數,相同的條件下,增益越高,電波傳播的距離越遠。
天線選擇
講完了上面是不是還是一頭霧水,啥?啥?啥?
好了,上面是理論,接下來就是實踐。根據使用需求不同,天線分為板載天線(PCB天線)、FPC柔性天線、陶瓷天線以及天線模組。
陶瓷天線:這家伙見過吧,很多定位器里都是這東西,主要用在GPS上,優點是效果好,增益高。缺點:體積大、價格貴。(Pass)
?FPC柔性天線:手機里的天線,都是這東西。優點:體積小。缺點:效果一般。(Pass)
PCB天線:是不是在很多電路板上看到過,很多通信模組上都是這種PCB天線。優點:成本極地,只要電路板有地方就可以畫,幾乎沒啥成本。缺點:由于在電路板上,整體電路會對天線產生影響,是的天線效果不是很好,為了達到效果需要對電路進行調教。(Pass)
?PCB天線模組:這就是最終選擇的天線方案。使用別人做好的PCB天線,成本低,可實現SMT貼片,體積非常小,同等大小情況下,效果比PCB天線好很多。這也是在網上無意間找到的,萬能淘寶。
本產品所用的4G天線和WiFi藍牙天線以及GPS天線都是采用的這種方案。分別為下列型號:
GPS天線:
WiFi藍牙天線:
4G天線:
好了以上就是關于天線選型的所有內容,下期我們來探討設備數據以及充電接口頂針的方案。
我是一個為了做產品啥都學的程序員,希望這些文字能對你有些幫助。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式UWB定位测距设备开发实战(7)硬件之天线选型的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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