天線是一種常用器件，廣泛應(yīng)用于廣播、電視、無線電通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對抗、遙感、射電天文等領(lǐng)域。天線是能夠有效地將電磁波輻射到空間中特定方向或者有效地接收來自空間中特定方向的電磁波的設(shè)備。所有通過電磁波傳輸信號的設(shè)備都必須帶有天線。 ? ?

天線的基礎(chǔ)知識

要明確一個概念：頻率越高、波長越短、天線越短。我們常用的手機(jī)通信頻率在900~1800MHz之間，而我們民用對講機(jī)的工作頻率在409~410MHz之間，為了盡可能遠(yuǎn)地發(fā)射無線電信號，需要一根較長的天線。而不同的要求，對應(yīng)不同通信頻段的使用，以及不同的通信系統(tǒng)。因此，需要使用不同種類的天線，因此我們有各種各樣的天線，可以說是奇形怪狀，五花八門。沒有人能說清楚地球上有多少種天線。 ? 按方向性分類，天線分為全向天線和定向天線兩種。全向天線將能量信號平均輻射到所有方向上，由于能量被分散了，傳輸距離也較短。而定向天線則將能量信號輻射到特定的方向上，由于能量更集中，因此在該方向上傳輸距離會更遠(yuǎn)。 ? ?

按材質(zhì)或結(jié)構(gòu)，天線可以分為許多種類，常見的是：PCB天線（板載天線）、陶瓷天線、棒狀天線等。PCB天線集成在產(chǎn)品內(nèi)部，可以大大減小對客戶產(chǎn)品尺寸的要求。 ? 我們常常在屋頂上看到的碟形天線。它就是一種專門用于遠(yuǎn)距離通信的高定向天線，波束寬度極窄，增益值高，又稱高增益定向天線。 ?

大名鼎鼎的八木天線，大家都眼熟吧，八木天線在生活中很常見，由多個元件組成，方向性強(qiáng)。 ? 無人機(jī)天線就像一個迷你手電筒，它重量非常輕體積小，能有效減輕輕型設(shè)備的負(fù)荷。它廣泛應(yīng)用于輕型無人機(jī)的許多應(yīng)用中。 ? 天線的形狀越來越奇怪了。沒想到看起來像天壇的東西也是天線。這種天線被稱為3D扼流天線，主要用于構(gòu)建北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)。北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)可以將衛(wèi)星定位精度提高到毫米級。 ? ?

如何評估一款天線性能？

要如何評估一款天線性能的優(yōu)劣？下面介紹天線的幾個主要參數(shù)：

? 1.?工作頻率 工作頻率是天線最基本的參數(shù)，代表該天線能夠輻射或接收的信號頻率。天線的工作頻率一般是某個范圍，這個范圍稱為天線的帶寬。例如某個天線的帶寬是2.3~2.5GHz，則它能夠?qū)⒃擃l段內(nèi)的信號有效輻射出去或接收進(jìn)來，而該頻段外的信號例如2GHz，則無法通過該天線輻射或接收。不同技術(shù)的產(chǎn)品，需要選擇相應(yīng)工作頻段的天線，才能正常工作，例如： 藍(lán)牙是2.402~2.480GHz； Wi-Fi是2.412~2.472GHz； Lora是470~510MHz。

Wi-Fi天線的工作頻率測試

2.?增益

天線是無源器件，它并不會增大信號強(qiáng)度。和PA的增益不同，天線的增益通常指最大輻射方向的功率增益值，可以理解為天線在特定方向上的輻射能力，增益越大，天線輻射的能量也越集中，在相應(yīng)方向上輻射能力越強(qiáng)，信號傳輸距離越遠(yuǎn)。ZM602系列Wi-Fi模塊所設(shè)計的PCB天線增益達(dá)到了3.3dBi，空曠環(huán)境下最遠(yuǎn)通訊距離達(dá)到了450m，傳輸距離優(yōu)于市場上絕大部分的Wi-Fi產(chǎn)品。 ?

3.?電壓駐波比 電壓駐波比（VSWR）是表征端口阻抗匹配程度的一個量，它是衡量射頻功率從功率源通過傳輸線到負(fù)載（天線）的效率，是駐波中最大電壓與最小電壓之比。駐波比等于1時，表示饋線和天線的阻抗完全匹配，此時高頻能量全部被天線輻射出去，沒有能量的反射損耗；駐波比為無窮大時，表示全反射，能量完全沒有輻射出去。VSWR在無線模塊設(shè)計中，應(yīng)小于或等于2.0。天線饋電點兩端感應(yīng)的信號電壓與信號電流之比，稱為天線的輸入阻抗，通信領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)阻抗值為50Ω。 ?

天線的輸入阻抗測試 ? ?

如何選擇天線？

常見的天線有彈簧天線、棒狀天線和吸盤天線，根據(jù)LoRa模塊的功率、頻率大小不同，可選擇不同天線匹配：100mW的LoRa模塊可選擇彈簧天線；500mW以上的模塊可選棒狀天線；2W以上的模塊可選擇吸盤天線。 ? LoRa天線一般都有其支持的頻段范圍，若在頻段外使用，天線性能會有一定程度的下降。因此使用時，應(yīng)盡量使設(shè)備工作在天線支持的頻段內(nèi)，以求達(dá)到最好的傳輸效果。一般來說，吸盤天線的增益比棒狀天線、彈簧天線高。在通信系統(tǒng)中，增益的強(qiáng)弱將干擾到天線輻射或接收無線信號的能力；同等條件下，增益越高，無線信號傳播距離越遠(yuǎn)。因此，為了提升無線模塊的通信距離，選擇高增益天線也是一個好辦法。 ? LoRa天線的放置方式：

天線放置盡量離開地面，測試時手不要接觸天線，天線離地大于2m，人體離天線大于2m；

天線不要靠近大型金屬物體，不要放在河邊，盡量減少天線之間的障礙物；

天線放置要保持直立，不要平放于地面，不要歪斜放置，盡量保持通信雙方天線在一個水平面上。

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關(guān)于天線行業(yè)的一些看法

Q：關(guān)于目前的天線行業(yè)的前景看法

A：本人是信息電子行業(yè)出來的，在天線界也摸爬滾打了一些年，雖然沒有特別精吧，但也對整體的一個市場有個大概的了解。本人從事的是電小天線，也就是市面上常見的消費類電子上使用的各種內(nèi)置，外置天線的設(shè)計研發(fā)。 ? 十幾年前，那個時候還是山寨機(jī)的天下，各種大大小小的天線廠如雨后春筍般遍步深圳，東莞，這些天線廠到后面也有些倒閉的，也有些轉(zhuǎn)行的，還有些靠幾個人一直維持到現(xiàn)在的，一臺網(wǎng)分，一把刀，一卷銅皮，當(dāng)時正科班出生的基本沒有做手機(jī)天線的，都是些一知半解的技術(shù)人員在網(wǎng)分前拿著刀刻銅皮，調(diào)試S參數(shù)。

到了后面這些年，隨著智能終端的爆炸式增長，好多天線廠也憑著積累的資本漸漸做大，同時，天線工程師的待遇也在提高,然而這時候出現(xiàn)了一個分化，做手機(jī)天線的慢慢變成了一個分支，當(dāng)初技術(shù)含量比較高的基站天線也隨著國家建設(shè)步伐的加大慢慢變成了夕陽產(chǎn)業(yè)，當(dāng)然，現(xiàn)在因為技術(shù)的更新迭代像4G升級到5G，也有一部分市場需求，但比起之前還是相差挺遠(yuǎn)的。 ? 從個人的發(fā)展而言，去主流的大廠是個不錯的選擇，在技術(shù)過硬的情況下，OPPO，華為這些公司，包括一些主機(jī)廠的待遇還是蠻不錯的；如果選擇在天線廠工作，那么壓力來說就相對大一點，996是常態(tài)，還有處理客戶的一些奇奇怪怪的問題，項目期限等等都會讓人心力憔悴?？偠灾炀€這個行業(yè)隨著市場趨近于飽和也漸漸發(fā)展平緩，但是技術(shù)壁壘還是在的，技術(shù)知識夠的話還是可以拿到不錯的待遇！

Q：天線行業(yè)對技術(shù)要求有多高？

A：其實這個問題怎么說呢，看你所在的領(lǐng)域和公司做的產(chǎn)品。比如你是做雷達(dá)相控陣的，那么專業(yè)要求程度肯定會比較高，HFSS ，CST，F(xiàn)EKO,ADS等仿真軟件至少要熟練，TR組件的設(shè)計，射頻鏈路的調(diào)試等等肯定也要掌握。畢竟整個天線系統(tǒng)的工作和普通的無源天線肯定不太一樣。如果你是搞手機(jī)天線和一些智能化終端的天線，那么S參數(shù)的調(diào)試，匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試以及一些基本的天線形式的掌握就基本可以應(yīng)付了，再厲害點就是設(shè)計些網(wǎng)關(guān)類的平板定向天線，玻璃鋼全向高增益天線等等，如果有涉及到GNSS陶瓷天線的，就得加上一些有源器件了，濾波器啊，放大器啊，3dB耦合器啊這些電路的調(diào)試也得掌握?？偟膩碚f，看自己的職業(yè)發(fā)展，不同的知識專業(yè)程度可以涉足不同的天線行業(yè)，畢竟現(xiàn)在這些領(lǐng)域都比較細(xì)分了。 ?

Q：如果是小白如何入門該行業(yè)？

A：當(dāng)確定想入行天線行業(yè)，那么就可以開始學(xué)習(xí)一些基本的理論知識了，天線的類型啊，基本的輻射原理啊，簡單的天線工作方式，儀表的操作啊等等，然后最好的話有個老師傅帶著你入門，像現(xiàn)在很多天線形式都已經(jīng)成熟化了，調(diào)試無非就是在基本的理論基礎(chǔ)上做一些線路上的優(yōu)化調(diào)整以適配機(jī)器結(jié)構(gòu)。后續(xù)學(xué)的不錯的話可以嘗試學(xué)習(xí)仿真軟件的操作，畢竟有趁手的工具做起事來才能如魚得水。學(xué)習(xí)的話，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)分享的內(nèi)容都比較優(yōu)質(zhì)，文字也行，視頻也好，都是不錯的選擇。

審核編輯：黃飛

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