Лучший партнер по беспроводным модулям: комплексное руководство по выбору антенны

В области беспроводной связи выбор антенны имеет решающее значение. Это не только влияет на дальность покрытия и качество передачи сигналов, но и напрямую связано с общей производительностью системы. Среди различных беспроводных модулей правильный выбор антенны позволит максимально использовать их потенциал, обеспечивая стабильную и эффективную передачу данных.

При проектировании беспроводных приемопередатчиков для радиочастотных систем важными компонентами являются конструкция и выбор антенны. Высококачественная антенная система может обеспечить оптимальные расстояния связи. Обычно размер антенн одного типа пропорционален длине волны радиочастотного сигнала; по мере увеличения мощности сигнала растет и количество необходимых антенн.

Антенны можно разделить на внутренние и внешние в зависимости от места их установки. Внутренние антенны устанавливаются внутри устройства, а внешние — снаружи.

В ситуациях, когда пространство ограничено или имеется несколько диапазонов частот, конструкция антенны становится более сложной. Внешние антенны обычно являются стандартными изделиями, позволяющими пользователям просто выбрать необходимый диапазон частот без необходимости дополнительной настройки, что делает их удобными и простыми в использовании.

Каковы основные типы антенн?

Внешние антенны . Эти антенны можно разделить на всенаправленные и направленные антенны в зависимости от диаграммы направленности.

Внутренние антенны . Эти антенны относятся  к антеннам, которые можно размещать внутри устройств. 

Всенаправленные антенны : эти антенны равномерно излучают сигналы в горизонтальной плоскости, что делает их подходящими для приложений, требующих покрытия на 360 градусов, таких как домашние маршрутизаторы Wi-Fi и мобильные устройства.

Направленные антенны . Эти антенны имеют высокую мощность излучения и приема в одном или нескольких определенных направлениях, в то время как мощность минимальна или равна нулю в других. Направленные антенны в основном используются для повышения мощности сигнала и улучшения помехоустойчивости.

Антенны на печатной плате : эти антенны напечатаны непосредственно на печатной плате и подходят для устройств с ограниченным пространством, обычно используемых в небольших беспроводных модулях и устройствах IoT.

Антенны FPC : Антенны FPC представляют собой гибкие антенны на печатной плате, легкие, эффективные и простые в интеграции.

Скрытые антенны . Скрытые антенны, созданные в эстетических целях, можно спрятать внутри устройств или замаскировать под другие объекты, что делает их пригодными для применений, где внешний вид важен без ущерба для качества сигнала.

Руководство по выбору антенны

При выборе подходящей антенны для модуля связи важно сначала определить, использовать ли внутреннюю или внешнюю антенну, исходя из структуры модуля.

Внешние антенны : эти антенны обеспечивают высокий коэффициент усиления, менее подвержены влиянию окружающей среды и могут сэкономить время разработки, но они могут занимать место и влиять на эстетику продукта.

Внутренние антенны : имеют относительно высокий коэффициент усиления и устанавливаются внутри устройства, сохраняя чистый и привлекательный внешний вид.

 Антенны- присоски : они обеспечивают высокий коэффициент усиления, просты в установке и безопасности.

Медные стержневые  антенны- присоски : изготовлены из излучателей из чистой меди большого диаметра, обладают высокой эффективностью и широкой полосой пропускания.  

Антенны с резиновым стержнем : обеспечивают умеренное усиление по низкой цене.

Антенны из стекловолокна : подходят для суровых условий и идеально подходят для передачи сигнала на большие расстояния.

Внешние направленные антенны

Обычно используется в средах с большими расстояниями связи, небольшими зонами покрытия сигнала и высокой плотностью целей.

Панельные антенны  обладают высокой эффективностью, компактны и просты в установке, учитывая влияние усиления и площадь излучения. Антенны Яги  обеспечивают очень высокий коэффициент усиления, немного больше по размеру и имеют сильную направленность, что делает их подходящими для передачи сигнала на большие расстояния; однако необходимо обращать внимание на ориентацию антенны во время использования.

Выбор внутренней антенны

На большинство внутренних антенн влияют факторы окружающей среды, поэтому может потребоваться нестандартная конструкция или согласование импеданса.

Пружинные антенны  экономически эффективны, но имеют низкое усиление и узкую полосу пропускания, часто требуют настройки для хорошего согласования при установке. Керамические патч-антенны  занимают минимальное пространство и работают хорошо, но имеют узкую полосу пропускания.