优化天线连接组件的性能，提高物联网设备的功率和效率

根据天线理论中最基本的弗里斯传输公式，在覆盖范围确定的无线链路中，发射和接收天线的射频性能（增益、方向性、阻抗匹配效率和辐射效率）以及两个天线之间的偏振匹配效率决定了给定发射功率接收的功率水平。PCB插入式天线节省了大量的电路板空间，并呈现出辐射性能比SMT天线比较好，但通常只能手工焊接。

物联网的发展和渗透使我们的互联网水平达到了前所未有的高度。物联网的成功发展离不开许多基础设施，如AD5382BSTZ-5传感器、天线组件等。

天线组件是一个非常重要的组成部分。全球数十亿无线物联网设备依靠电池供电来维持其在各种应用中的运行。这些由电池驱动的设备需要使用天线组件进行无线连接，以提供持续的服务。同时，这些设备的使用寿命可能需要达到5至10年，而无需更换电池。因此，物联网设备的功耗对于确保如此长的使用寿命非常重要。

影响无线设备功耗的因素很多

决定无线设备功耗的因素不是单一的。首先，设备需要传输和接收的数据量将功耗范围框定在一个范围内。考虑到设备无线网络的地理覆盖范围、设备通信时间与睡眠时间的比例，功耗也会受到设备实际使用情况的很大影响。

无线协议本身也是影响功耗的因素。一些支持低功率和低数据传输的无线协议在设备上的功耗自然较低。例如，众所周知和流行的无线技术WiFi，这是智能家居和智能建筑应用程序的理想选择，但对于大多数低功耗物联网应用程序来说，这种无线协议消耗了太多的电力。用于短程通信的低功耗蓝牙数据速率比WiFi低得多，功耗也低得多。有许多无线协议支持物联网连接。每种技术在成本和性能上都有不同的性能。根据具体应用程序选择最合适的无线协议也是降低功耗的重要组成部分。

除上述因素外，设备天线组件的射频性能从根本上影响最大的功耗。根据天线理论中最基本的弗里斯传输公式，在覆盖范围确定的无线链路中，发射和接收天线的射频性能（增益、方向性、阻抗匹配效率和辐射效率）以及两个天线之间的偏振匹配效率决定了给定发射功率接收的功率水平。换句话说，为了实现一定的接收功率，无线链路所需的发射功率由天线性能决定。

优化无线设备效率，提高设备效率

(1)天线辐射方向由应用场景决定

天线辐射方向显示了天线在特定方向上的发射和接收功率强度。以蓝牙插槽天线为例，天线辐射位于特定方向。X-Z平面增益很低，因此沿平面方向发射/接收的功率很小。Y天线辐射增益将明显大于平面天线辐射增益X-Z因此，当蓝牙天线用于发射时，有必要将天线的Y轴指向接收天线，以最大限度地提高输送到接收天线的功率，并避免天线X-Z在平面上部署接收天线产生干扰。

作为接收用途，天线还需要将最大增益辐射指向入射波的方向。例如，当车辆与车辆通信时，天线需要在水平面上进行全向辐射，而当车辆与卫星通信时，天线应保持对天空的最大辐射，水平面辐射很可能较小。

(2)天线带宽和目标频段

天线的RL它显示了最大的反射功率，其余的功率将被传输到天线进行发射，这定义了天线的带宽。当为物联网设备选择天线时，天线组件的实际带宽大于目标频带的带宽非常重要。因为理论上，天线组件集成到设备中是因为附近SMT元件等结构发生阻抗变化，进而使频率发生变化。

只有当天线的带宽大于目标频带时，在天线性能改变后，回波损失才能满足目标频带的性能要求。然而，盲目地增加天线带宽将使组件更容易受到干扰，因此确定带宽是确保天线组件稳定运行的关键。

(3)天线部署优劣

这里没有比较外部天线的部署模式，隐形内部天线的部署方式很多，各有优缺点，有的可能会极大地影响天线的效率和带宽。

一种非常典型的内部部署天线SMT天线的优点是可以通过回流焊接，但这样天线的性能取决于接地板的尺寸，比插入式安装天线占用更多的电路板空间。PCB插入式天线节省了大量的电路板空间，并呈现出辐射性能比SMT天线比较好，但通常只能手工焊接。

FPC天线也是一种流行的类型。天线安装在设备的塑料外壳中。天线的性能不再取决于板的大小，而是取决于天线的安装和电缆的布线。这种类型的另一个优点是，设备的无线电板尺寸可以根据需要减小，这比上述两种部署类型更灵活。

优化射频电缆

射频同轴电缆可以帮助天线获得更强的信号，降低电路板的射频噪声水平，这是对天线组件的巨大帮助。然而，射频同轴电缆不可避免地会丢失，特别是在高频应用中，电缆长度会增加损失，也会产生损失EMC问题。

铁氧体磁珠通常放置在天线端口附近的电缆上，以抑制电缆上的无用电流，对天线性能的影响较小。电缆的屏蔽层也可以接地PCB或附近的金属结构，使屏蔽层接地，减少射频同轴电缆对自然性能的不利影响。

小结

提升天线组件的性能，为物联网的应用适当配置天线组件，可以从根本上提高无线物联网设备的功率效率。

性能物联网连接组件优化选择

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