在射頻系統(tǒng)中設(shè)計(jì)無(wú)線收發(fā)裝置時(shí)，天線的設(shè)計(jì)和選型是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，好的天線系統(tǒng)能使通信距離達(dá)到最優(yōu)，同類型天線的尺寸與射頻信號(hào)的波長(zhǎng)成正比，信號(hào)的頻率越低，要求的天線越大。
天線分類
天線的安裝位置可以分為外置天線和內(nèi)置天線，內(nèi)置天線被稱為內(nèi)置天線，外置天線被稱為外置天線。
對(duì)手持式設(shè)備，穿戴式設(shè)計(jì)，智能家居等小型產(chǎn)品，一般都采用內(nèi)置天線，集成度高，外形美觀。智能硬件產(chǎn)品需要聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)，所以都需要使用天線。
空間越小，頻段越多，天線設(shè)計(jì)就越復(fù)雜，外置天線一般都是標(biāo)準(zhǔn)配置，購(gòu)買所需頻段的天線即可使用，無(wú)需調(diào)試，即插即用。
如快遞箱、售貨機(jī)等，普遍采用磁吸的外部天線，吸在鐵皮外殼上即可。這種天線不能放置在鐵皮柜內(nèi)，金屬會(huì)屏蔽天線信號(hào)，因此只能放置在室外，本文以天線的分類及選型方法為核心，介紹了天線的相關(guān)信息。
1.外部天線。
根據(jù)輻射場(chǎng)角的不同，外置天線可以分為全向天線和定向天線。
全向天線：即在水平方向圖上顯示360°均向輻射，即通常所說(shuō)的無(wú)定向，在垂直方向圖上顯示有一定寬度的波束，通常波瓣寬度越小，增益越大。外部全向天線主要包括吸盤天線，玻璃纖維天線和膠棒天線。
指向天線：指在一個(gè)或多個(gè)特定方向上發(fā)射和接收電磁波的能力特別強(qiáng)的天線，而在另一個(gè)方向上則是零或很小的。使用定向接收天線是為了提高有效利用輻射功率，增加保密性;使用定向接收天線主要是為了提高信號(hào)強(qiáng)度，提高抗干擾能力。外置式定向天線主要有平板天線、八木型天線和對(duì)數(shù)周期天線。
1.2內(nèi)置天線。
內(nèi)置式天線主要是指可以安裝在設(shè)備內(nèi)部的天線，它主要包括FPC天線，PCB天線，彈簧天線，陶瓷貼片天線，激光直接成形技術(shù)(LDS)和金屬?gòu)椘炀€。
零零散散的選擇指南
為設(shè)備選擇合適的天線時(shí)，首先要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)決定是否選用內(nèi)置天線或外置天線，外置天線和內(nèi)置天線的主要特點(diǎn)如下：
外置天線
提高收益。
不會(huì)受到環(huán)境影響，可以作為標(biāo)品，節(jié)省開發(fā)周期。
占據(jù)空間，影響產(chǎn)品的美觀。
內(nèi)置天線
收益相對(duì)較高。
技術(shù)成熟，產(chǎn)品交付符合要求。
內(nèi)置式設(shè)備，美觀大方，不用單獨(dú)做三防。
受到周邊環(huán)境的影響大，一般需要結(jié)合產(chǎn)品本身進(jìn)行定制。
2.1外置天線的選擇
先要確定設(shè)備信號(hào)覆蓋范圍，根據(jù)天線輻射方向圖確定信號(hào)覆蓋方向，天線按輻射方向分為全向天線和定向天線。
2.1.1外部全向天線。
吸片天線：增益比較高，最大特點(diǎn)是具有強(qiáng)磁性吸盤，安裝固定很方便，但吸片必須吸附在金屬表面。作為增加無(wú)線模塊通信距離的一種方式，在無(wú)線模塊產(chǎn)業(yè)中，吸盤天線通常與無(wú)線模塊一起使用，如智能抄表、自動(dòng)售貨機(jī)、快遞箱、車載廣播等。
銅棒吸盤天線：雖然類似于一般的鞭狀吸盤天線，但是它的優(yōu)點(diǎn)是采用了一個(gè)純銅的輻射體，其直徑較大，損耗小，天線效率高，寬帶寬覆蓋。適合性能要求比較高的數(shù)傳電臺(tái)、中距距離圖傳等。
粘接天線：是最常見(jiàn)的外置天線，其增益適中，價(jià)格相對(duì)較低，常用于無(wú)線通信模塊，無(wú)線由，數(shù)傳電臺(tái)等?？梢愿鶕?jù)天線的安裝空間要求選擇適當(dāng)尺寸大小的天線，選擇天線尺寸與增益有關(guān)，通常增益越大，增益越大。
FRP天線：FRP天線在全向天線中性能最好，其內(nèi)芯為純銅振動(dòng)體，采用平衡饋電，受環(huán)境影響較小;外殼采用優(yōu)質(zhì)FRP，具有良好的三防性能，適應(yīng)惡劣的自然環(huán)境。尤其適用于遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)信號(hào)覆蓋、圖像傳輸?shù)取?/p>
2.1.2外置定向天線
通常應(yīng)用于通信距離遠(yuǎn)，信號(hào)覆蓋范圍小，目標(biāo)密度大的環(huán)境，極端例子是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)程通信。
平面天線：效率高，體積輕，安裝方便，可兼顧增益和輻射區(qū)。無(wú)線信號(hào)覆蓋在室內(nèi)，隧道中，中等距離的信號(hào)傳輸，圖傳，信號(hào)穿墻等。
八木天線：增益極高，體積稍大，定向性強(qiáng)，使用時(shí)需留意天線的方向，可用于超遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，圖傳及測(cè)向等。
雙周期天線：超寬帶天線，覆蓋的帶寬很寬，帶寬可以達(dá)到10:1，通常用于信號(hào)放大、室內(nèi)分布以及覆蓋電梯信號(hào)。
2.2選用內(nèi)置天線。
內(nèi)置天線的形狀大致可分為：FPC/PCB/彈簧/陶瓷/金屬?gòu)椘?激光直接成形技術(shù)(LDS)等?，F(xiàn)在普遍選用的是PCB天線。當(dāng)成本控制高，性能要求一般時(shí)，選用彈簧LDS天線，一般內(nèi)置天線受環(huán)境影響較大，需要定制設(shè)計(jì)或阻抗匹配。
FPC天線：性能價(jià)格比高，噴油后能與各種外觀顏色搭配;產(chǎn)品柔韌度好，能完美貼合于標(biāo)準(zhǔn)圓弧面;工藝成熟穩(wěn)定，生產(chǎn)周期快，批量交貨;適合智能設(shè)備中對(duì)寬頻帶要求較高的天線設(shè)計(jì)。
PCB天線：FPC天線與FPC天線最大的不同在于，F(xiàn)PC具有很好的柔性，PCB天線采用硬板形式，在結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，如果需要彎曲和弧面，可以選擇FPC天線;如果是平面型PCB天線，PCB天線比FPC易于安裝。
彈性天線：其最大特點(diǎn)是價(jià)格低廉，但增益低，帶寬窄，在產(chǎn)品內(nèi)部安裝時(shí)，經(jīng)常需要對(duì)天線進(jìn)行匹配調(diào)試。
瓷磚貼面天線：占用空間小，性能較好;帶寬較窄，難以做到多頻段;有效提高主板的整合度，可以減少天線對(duì)ID的限制;需要在主板定義開始時(shí)就引入設(shè)計(jì)。
LDS天線：適合于特殊外觀的天線，可以充分利用天線空間;在實(shí)現(xiàn)天線性能方面更接近環(huán)境的物理極限;對(duì)附著在天線上的外殼或支架有特殊的材料要求;工藝成熟，并且可以通過(guò)噴涂進(jìn)行配色，加工時(shí)有一定的不良率。
金屬?gòu)椘炀€：性價(jià)比高，有效降低成本;產(chǎn)品強(qiáng)度高，不易破損;工藝成熟穩(wěn)定，生產(chǎn)周期短，批量交貨;對(duì)天線區(qū)域和圓弧外觀面的應(yīng)用，有一定的限制。
