浅谈物联网设备的天线种类

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其实我们身边的很多电子设备都实现了物联网的功能,大到一个汽车,尤其是现在的电动汽车,物联网就是其智能化的一个网络基础;小到家里的电视盒子,智能灯泡,小朋友的玩具,都可以接入了网络这个大家庭中。

No.1

物联网设备的覆盖范围和工作频率,是选择天线的关键。比如一些家用电器,通常需要覆盖家里的小范围就可以;而智能汽车,我们则希望在一个相对远一些的范围内就能控制。

1,RFID/NFC

NFC的运行频率是13.56MHz,读取距离仅为几厘米,主要用于近距离通信,比如刷卡,扫码等等。

2,蓝牙 Bluetooth

蓝牙是一种常用的短距离无线通信技术,我们常用的蓝牙耳机,蓝牙音箱等电子设备就是用这种无线技术连接的。一般蓝牙的工作距离只有10米,虽然现在最新的蓝牙5.0标准可以用于100米的通信。

我们在《一文带你认识蓝牙的前生今世!》详细向大家介绍了蓝牙这种技术的发展和历史。有兴趣的可以点击上文链接查阅。

3,Wifi

Wifi作为和有线互联网的接口,可进行中等距离的快速无线传输,广泛应用于各种移动设备中。

4,Zigbee

ZigBee国内也叫紫蜂技术,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

ZigBee 传输范围一般介于 10~100m 之间,在增加发射功率后,亦可增加到 1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。

Zigbee技术的工作频段主要分为三个:2.4GHz、915MHz和868MHz。其中,2.4GHz是全球范围内使用最广泛的频段;915MHz和868MHz则是美国和欧洲等地区使用的频段。

5,LoRa

6,NB-IoT

NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IoT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存。

NB-IoT技术通常应用于智慧城市,共享单车等设备中。

在设计物联网设备时,可以根据其工作特点和应用场景选择合适的无线通信技术,以确保设备的正常高效的工作。

No.2

物联网设备的天线种类

在选择天线类型时,一般根据设备的工作频率,覆盖范围,成本,体积,等因素来选择合适的天线。

常用于物联网设备的天线类型包括:

1, 鞭状天线

鞭形天线是一种可弯曲的垂直杆状天线,其长度与频率相关,一般为1/4或1/2波长。早期的鞭状天线工作频率比较低,尺寸也比较大,现在随着工作频率的升高,其尺寸也在不断缩小。如下图所示

鞭状天线是一种全向天线,其辐射方向图如下图所示:

2,贴片天线

贴片天线,也就是微带天线,一般由介质基板、辐射体及接地板构成。介质基板的厚度远小于波长,基板底部的金属薄层与接地板相接,正面则通过光刻工艺制作具有特定形状的金属薄层作为辐射体。辐射片的形状根据要求可进行多种变化。

微带天线的种类比较多,设计也多样化,主要可分为,微带贴片天线,微带缝隙天线,微带形波天线等。也可以实现多种极化方式,微带圆极化天线是卫星通信比较常用的一种天线。

微带贴片天线的方向图也比较漂亮,如下图所示,由于地的存在,微带天线可以实现比较好的前后比。

PCB天线,就是利用PCB上的走线来实现天线的设计,可以将其画成直线走线,反转的F形走线,蛇形或圆形走线等,长度为四分之一波长就基本可以形成天线,将电信号辐射出去或接收信号。

比如在《这个无线鼠标,竟然把电路板露出来了,竟然还有天线!》,我们就看到了这个用曲折线做成的PCB天线。

PCB天线的设计比较灵活,集成度高,成本低,也是目前在IoT设备上应用比较广泛的一种天线。

4,芯片天线

芯片天线主要应用于毫米波甚至亚毫米波波段,其天线尺寸比较小,利于芯片的封装和集成。

总结

天线的种类很多,对于很多外置天线,我们可以拿来直接用,但是对于集成到设备上的天线,则需要根据设备的结构,天线的尺寸,结构,通过电磁仿真软件进行仿真设计,以满足无线设备的需求。

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原文标题:如何选择物联网设备的天线?

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THE END
0.TWS蓝牙耳机天线小知识TWS蓝牙耳机天线小知识 ,应用场景 ,蓝牙耳机之所以受到热捧,最大的原因就是因为无线,摆脱了有线耳机线的束缚。蓝牙耳机是通过无线电波来传输信号,因此天线设计就非常重要。这篇文章就简单介绍一下手持数码产品中常见的天线类型。 1、PCB天线。jvzquC41yy}/vxu/nktl0lto1cvqnrhcvkuo1}|u/drvg}tqvj3fc{ujqpk.cwygppg/j}rn
1.蓝牙天线拆机分析与仿真蓝牙耳机天线仿真设计下载本文深入剖析了TWS蓝牙耳机中的六种常见天线类型,包括贴片陶瓷天线、金属外壳天线、FPC软PCB天线、激光成型(LDS)天线、金属片天线及其他特殊天线,探讨了它们的特点、应用实例及射频调试的重要性。 上一篇:贴片陶瓷天线原理 与 HFSS模型建立和仿真分析总结 (原创文章,转载请与作者联系) 0.前言 TWS是英文True Wireless Stereo的缩写,即真 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8xwpuqzfj~1ctzjeuj1fgzbkux132;67>847
2.蓝牙天线技术解析常见的蓝牙天线主要分为偶极天线、PIFA天线和陶瓷天线三种。PIFA天线属于单极子天线,它的反射损耗对地板大小比较敏感,同时,其远场辐射不均匀,难以满足手机、蓝牙耳机等终端设备对天线的全向辐射要求;陶瓷天线普遍增益较小;偶极天线易于实现较大的增益和较小的反射损耗,但其电长度一般都是波长的1/2。按此计算工作在2.jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8xgchxfg>=1ctzjeuj1fgzbkux134723>=:2
3.蓝牙天线的种类陶瓷天线 陶瓷天线是另外一种适合于蓝牙装置所使用的小型化天线。陶瓷天线的种类可分为块状( Block)jvzquC41ddy/3?wf0eun1}mtgcj.7?<3;432/:3jvor
4.lds天线技术流程图在2019年新一代的真无线耳机中,我们听到了比较多关于“LDS”天线的概念,它到底是什么样子的呢?我们通过漫步者TWS1和TWS5两款真无线耳机拆解,来看看真无线蓝牙耳机天线的样子。其中,TWS1不是LDS天线,而TWS5是LDS天线。 漫步者 EDIFIER TWS1 真无线蓝牙入耳式耳机-对比TWS5 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8|gkzooa<>97:<:88ftvkimg8igvcomu86346>79;:
5.BLE天线设计本文详细介绍了蓝牙低功耗(BLE)应用中的天线设计,包括天线原理、类型、选择和调试。重点讨论了PCB天线如蛇形倒F天线(MIFA)和倒F天线(IFA)的特点,以及如何根据应用需求选择和调整天线。同时,提到了芯片天线和导线天线的适用场景,并提供了实际调试过程中遇到的问题及解决方法。 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8qgr3;17:51ctzjeuj1fgzbkux133?699:94
6.陶瓷蓝牙天线在TWS蓝牙耳机中的应用蓝牙耳机的工作原理是底层无线信号模块、协议层和应用层,让我们一起来看看陶瓷蓝牙天线在TWS蓝牙耳机中的应用吧。 陶瓷蓝牙天线是一种适合于蓝牙装置使用的小型化天线。陶瓷天线的种类分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。块状天线是使用高温将整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。而多层天线烧制jvzquC41yy}/d}ncp0ipo7hp1cxuklqgu1zdn‚yz0jznn
7.世界网络——蓝牙天线技术分析与应用介绍选用适当的天线除了有助于搭配产品的外型以及提升蓝牙模块的传输特性外,还可以更进一步降低整个蓝牙模块的成本。这是提供给蓝牙系统厂商在寻求低价格的系统芯片外,另一个可能降低模块成本的考量方向。在本文中将介绍蓝牙天线的设计考量、相关重要参数、蓝牙天线的种类以及在产品上的应用考量。jvzquC41yy}/nrsmyct/exr1id5xk{jnguy0vnhj1vnfq{~1dn{fvxtvj34ivv
8.经验低功耗蓝牙之四大PCB板载天线设计方式无线连接蓝牙天线设计之陶瓷天线设计:陶瓷天线是另外一种适合于蓝牙装置使用的小型化天线。陶瓷天线的种类分为块状jvzquC41ddy/gn|qtnj/exr0ep5uj{jcf/<63?99/3320qyon
9.蓝牙天线设计倒f天线尺寸参数蓝牙天线设计 倒F型天线 净空是为了防止电容 曲流型天线 当导线长度=四分之一波长时谐振(效率最高),波长 = 光速/频率=3*10^8/2.4GHZ = 0.3/2.4 = 0.125m,0.125/4=0.031m。卷在一起会形成电感,所以不能卷太近 一样净空 陶瓷天线 体积小适合蓝牙耳机jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8vsa7<2695;31gsvrhng1jfvjnnu1752>7::3?
10.一文详解蓝牙通信技术蓝牙技术其次就是蓝牙天线,蓝牙天线分为很多种类型,常用的类型有: PCB天线:成本极低,调试简单,频段单一 陶瓷天线:可以分为块状陶瓷天线和片状陶瓷天线,特点是尺寸小,成本低、性能较好 FPC:成本低,性能好,调试复杂,比较常见的一种天线 LDS:算是FPC的进化版,成本高,空间利用率高,效果好,一般不少400元价位TWS耳机才会使用jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8r2a7626?8;81gsvrhng1jfvjnnu175;=883;6
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