技術(shù)
導(dǎo)讀:無(wú)線模塊的通信距離是一項(xiàng)重要指標(biāo),如何把有效通信距離最大化一直是客戶疑惑的問(wèn)題。本文根據(jù)調(diào)試經(jīng)驗(yàn),對(duì)天線的選用及使用方法做一些說(shuō)明,希望對(duì)工程師快速調(diào)試通信距離有所幫助。
影響無(wú)線模塊通信距離的首要參數(shù)是發(fā)射功率,無(wú)線模塊的發(fā)射功率以及對(duì)應(yīng)的理想傳輸距離在手冊(cè)上均能查到,在確定了發(fā)射功率滿足需求的前提下,然后考慮天線的選用和天線的方向性。
首先是天線的選用:
天線的主要指標(biāo)包含以下幾個(gè):頻率范圍、駐波比 SWR 或 VSWR、天線增益、極化方式和阻抗。頻率范圍按需選擇;駐波比最好小于 1.5;天線增益對(duì)傳輸距離也有影響;極化方式分為線性極化和圓極化;阻抗需要與無(wú)線模塊的輸出阻抗匹配,一般為 50 歐姆。這里要特別注意駐波比參數(shù),購(gòu)買(mǎi)天線后最好用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試一下 SWR。
駐波比與回波損耗、傳輸功率的對(duì)照表如表 1 所示。
由上表可知,VSWR=1.5 時(shí),理論傳輸功率為 96%,當(dāng) VSWR=2 時(shí),傳輸功率只有 88.9%,有的天線駐波比指標(biāo)是小于 2,選用天線的時(shí)候最好是駐波比小于 1.5,可以得到較高的傳輸功率。
其次是天線的方向性:
天線都有方向性,指的是天線對(duì)空間不同方向具有不同的輻射或接收能力。衡量天線方向性通常使用方向圖,圖 1 所示是一個(gè)頻率范圍從 2400MHz 到 2500MHz 天線的方向圖。
天線豎直放置時(shí),紅色最深的方向是天線輻射或接收能力最強(qiáng)的方向,所以在安裝天線的時(shí)候,要盡可能往紅色指向的方向去安裝天線,這樣才能保證足夠好的信號(hào)質(zhì)量。另外,金屬平板對(duì)信號(hào)有屏蔽作用,所以發(fā)射,接收的方向上不要有金屬平面。
也有一些天線的手冊(cè)上給出的天線方向圖是用二維圖來(lái)表示的,分為 H-Plane 和 E-Plane,如圖 2 所示。
在測(cè)試無(wú)線模塊相互通信時(shí),天線的方向性必須要考慮,在通信空間沒(méi)有遮擋且天線的方向?qū)?yīng)最強(qiáng)輻射方向時(shí),通信的距離可以達(dá)到最大。如果天線安裝的不合適,會(huì)導(dǎo)致通信距離變短,甚至無(wú)法通信。
工程師在測(cè)試無(wú)線模塊通信時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到信號(hào)弱、通信距離沒(méi)有達(dá)到手冊(cè)中的說(shuō)明或者丟包率高,在確定無(wú)線模塊本身沒(méi)問(wèn)題的情況下,不妨先測(cè)試一下天線本身的性能,然后再按照天線信號(hào)輻射強(qiáng)的方向來(lái)測(cè)試,會(huì)得到更好的測(cè)試結(jié)果。
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