天線增益數(shù)據(jù)對無線模塊通信距離的影響有哪些？
隨著無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚侔l(fā)展，無線模塊的應用也越來越廣泛。無線模塊被廣泛的應用于遙控、無線抄表、身份識別、電子價簽、生物信號采集等領域中，因而對無線模塊的通信距離也提出了更高的要求。
無線模塊傳輸距離主要受功率、接收靈敏度、天線等因素的影響。本文主要從天線的指標、分類兩個方面討論天線對無線模塊通信距離的影響。
天線是一種變換器，天線模塊是把傳輸線上傳播的導行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。在無線通信設備中用來發(fā)射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統(tǒng)，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進行工作。此外，一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發(fā)射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發(fā)射或接收的基本特性參數(shù)是相同的。這就是天線的互易定理。
天線的指標主要有頻段范圍、頻帶寬度、增益、極化、阻抗、駐波比、前后比等。
以阻抗來說，通常天線做成標準的50Ω，無線模塊的阻抗也是按照50Ω設計的，這樣天線與無線模塊之間的阻抗就更加匹配傳輸?shù)男室簿驮礁?。從理論上來說模塊與天線的匹配程度越高則通信距離越容易得到保證。
天線增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。天線增益定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。比如一個輸出功率為20dBm的模塊通過增益為3dBi的天線發(fā)射，其發(fā)射的總能量既模塊功率與天線增益之和，理論得出模塊發(fā)送出的總能量越大則模塊傳輸?shù)木嚯x越遠。
天線極化是描述天線輻射電磁波矢量空間指向的參數(shù)。由于電場與磁場有恒定的關系，故一般都以電場矢量的空間指向作為天線輻射電磁波的極化方向。常說的極化方向有垂直極化與水平極化，因為垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流，從而避免了能量的大幅衰減，保證了信號的有效傳播與傳輸距離，所以在無線通信系統(tǒng)中，一般均采用垂直極化的傳播方式。
駐波比全稱為電壓駐波比，又名VSWR和SWR，為英文Voltage StandingWave Ratio的簡寫。指駐波波腹電壓與波谷電壓幅度之比，又稱為駐波系數(shù)、駐波比。當駐波比等于1時，表示饋線和天線的阻抗完全匹配，此時高頻能量全部被天線輻射出去，沒有能量的反射損耗；駐波比為無窮大時，表示全反射，能量完全沒有輻射出去。由此可以看出天線的駐波比與模塊的駐波比越接近1越好，以此才能保證輸出的功率及通信距離。
天線的分類形式有很多，為方便討論本文主要將天線按照封裝形式分：大致分為柔性（FPC）軟天線、板載PCB天線、膠棒天線、吸盤天線等。本次對比使用的天線為成都億佰特出售的TX433-NP-4310、TX433-JK-20、TX433-XP-100天線。天線的詳細參數(shù)請直接訪問：https://shop34783602.taobao.com。
圖1中的柔性（FPC）軟天線具有可彎折，體積小等特點，但是也可以看到其增益為2dBi增益較低因此其通信距離也會收到影響。
圖2中為可彎折的膠棒天線其為全向天線角度廣，增益為3dBi，其駐波比為1.3，因此其通信距離較使用柔性軟天線的通信距離更遠些。
圖3中為吸盤天線，使用時需要將天線放置于較大的鐵平面上，如汽車車頂?shù)?。該天線具有增益高，角度廣等特點。因此其通信距離較膠棒天線有更有的性能，但是其安裝環(huán)境受一定限制沒有膠棒，柔性天線靈活。
5.總結
影響無線模塊的通信距離有很多的因素，天線只是其中的一種，我們想通過優(yōu)化天線達到更好的通信效果那么對于天線的選擇就應該與模塊的匹配達到最佳的，但這也不是絕對的，我們在實際的應用中也可能會出現(xiàn)性能稍差的天線通信距離可能更遠因此天線的選擇也應該靈活的、適用的。
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