天線傳輸原理 增益天線的優缺點

　　增益天線簡介

　　增益天線是一種能夠增強或放大無線信號的天線。其增益是指在特定方向上的信號放大程度，通常以分貝（dB）或分貝各向同性（dBi）為單位來表示。增益天線通過優化天線的設計和布局，使得在特定方向上的信號強度得到增強，從而提高無線通信系統的性能和覆蓋范圍。

　　增益天線廣泛應用于各種無線通信系統中，如移動通信、衛星通信、無線網絡等。在這些應用中，增益天線可以提高信號的傳輸距離和接收靈敏度，從而改善通信質量和可靠性。

　　增益天線并不能無限制地增強信號，其增益效果受到多種因素的影響，如天線尺寸、工作頻率、信號波長等。因此，在選擇和使用增益天線時，需要根據具體的應用場景和需求進行綜合考慮。

　　不同類型的增益天線具有不同的特點和適用范圍。例如，定向增益天線適用于需要長距離傳輸或點對點通信的場景；而全向增益天線則適用于需要廣泛覆蓋或多點通信的場景。因此，在實際應用中，需要根據具體的需求選擇合適的增益天線類型。

　　圖1 天線傳輸原理

　　為保證天線的傳輸效率，通信天線的長度大約是電磁波波長的1/4，所以信號頻率越低，波長越長，天線的長度越長；信號頻率越高，波長越短，天線的長度越短。則常用的2.4GHz頻段頻率高，波長短，天線的長度短，可用內置天線，也可以用外置天線。

　　天線做的更短，如1/8波長或1/16波長，也可以使用，只是效率會下降。某些設備會采用“短天線+LNA”的方式，也能達到長天線的接收效果。但是短天線要達到長天線的發射效果，就需要提升發射功率了，因此對講機需要發射信號，都是長的外置天線，而FM收音機只收不發，有內置接收天線。例如2G（900MHz）、4G（700-2600MHz）、WIFI模塊和藍牙模塊（2.4GHz）、GPS（1.5GHz），這些常用的物聯網通信方式，可以做內置天線。

　　對于手持機、穿戴設計、智能家居等小尺寸產品，很少使用外置天線，普遍采用內置天線。集成度高，產品外觀更美觀，性能比外置天線略弱一點。物聯網、智能硬件產品，要聯網傳輸數據，都需要有天線。

　　空間越小、頻段越多，天線設計越復雜。外置天線一般都是標準品，買頻段合適的，無需調試，即插即用。例如快遞柜、售貨機這些，普遍使用磁吸的外置天線，吸在鐵皮外殼上即可。

　　這些天線不能放在鐵皮柜里面，金屬會屏蔽天線信號，所以只能放在外面。優點是使用方便、價格便宜，缺點是不能用在小尺寸產品上。

　　增益天線的優缺點

　　增益天線在無線通信領域具有廣泛的應用，其主要優缺點如下：

　　優點：

　　提高信號強度和接收靈敏度：增益天線可以顯著提高接收信號的強度和靈敏度，使得在通信距離遠、信號較弱或環境復雜的情況下，仍能獲得良好的通信效果。

　　擴大通信范圍：通過使用增益天線，可以有效擴大通訊范圍，降低誤碼率，提高通信質量。

　　降低通信成本：在某些情況下，使用增益天線可以減少基站數量或降低網絡的建設成本，從而降低通信成本。

　　定向性：增益天線通常采用定向輻射方式，可以將信號集中在某個方向上，提高信號接收的效率，減少不必要的背景噪音和信號干擾。

　　缺點：

　　容易受到其他信號干擾：特別是在城市環境或建筑物周圍使用時，可能會受到其他無線網絡和通訊設備的信號影響，造成干擾等問題。

　　定向性限制：由于其定向性，增益天線只能接收來自特定方向的信號，不適用于需要全面覆蓋的場合。

　　體積和價格：增益天線通常比其他類型的天線更大且價格較高，這可能會限制其在某些應用場景下的使用。

　　安裝和調整：增益天線的安裝和調整需要專業知識和技能，不正確的安裝可能導致性能下降或產生其他問題。

　　在實際應用中，需要根據具體需求和場景來權衡這些優缺點，選擇最適合的增益天線。

　　審核編輯：黃飛