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天線(xiàn)分集技術(shù)的原理--飛宇信
發(fā)布時(shí)間：
2019-08-16 17:42
無(wú)線(xiàn)電通信中更難于理解的部分在于無(wú)線(xiàn)電通信鏈路質(zhì)量與多種外部因素相關(guān)，多種可變因素交織在一起產(chǎn)生了復(fù)雜的傳輸環(huán)境，而這種傳輸環(huán)境通常很難解釋清楚。然而，掌握基本概念往往有助于理解多變的無(wú)線(xiàn)電通信鏈接品質(zhì)，一旦理解了這些基本概念，其中許多問(wèn)題可以通過(guò)一種低成本、易實(shí)現(xiàn)的被稱(chēng)作天線(xiàn)分集(antenna diversity)的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
環(huán)境因素的考慮
影響無(wú)線(xiàn)電通信鏈路持續(xù)穩(wěn)定的首要環(huán)境因素是被稱(chēng)為多徑/衰落和天線(xiàn)極化/分集的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象對(duì)于鏈路質(zhì)量的影響要么是建設(shè)性的要么是破壞性的，這取決于不同的特定環(huán)境?？赡馨l(fā)生的情況太多了，于是，當(dāng)我們?cè)囍私馓囟ǖ沫h(huán)境條件在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)無(wú)線(xiàn)電通信鏈接的作用，以及會(huì)造成何種鏈接質(zhì)量時(shí)，這無(wú)疑是非常困難的。
天線(xiàn)極化/分集
這種被稱(chēng)為天線(xiàn)極化的現(xiàn)象是由給定天線(xiàn)的方向?qū)傩砸鸬?，雖然有時(shí)候把天線(xiàn)極化解釋為在某些無(wú)線(xiàn)電通信鏈路質(zhì)量上的衰減，但是一些無(wú)線(xiàn)電通信設(shè)計(jì)者經(jīng)常利用這一特性來(lái)調(diào)整天線(xiàn)，通過(guò)限制收發(fā)信號(hào)在限定的方向范圍之內(nèi)達(dá)其所需。這是可行的，因?yàn)樘炀€(xiàn)在各個(gè)方向上的輻射不均衡，并且利用這一特性能夠屏蔽其他（方向）來(lái)源的射頻噪聲。
簡(jiǎn)單的說(shuō)，天線(xiàn)分為全向和定向兩種。全向天線(xiàn)收發(fā)信號(hào)時(shí)，在各個(gè)方向的強(qiáng)度相同，而定向天線(xiàn)的收發(fā)信號(hào)被限定在一個(gè)方向范圍之內(nèi)。若要打造高度穩(wěn)固的鏈接，首先就要從了解此應(yīng)用開(kāi)始。例如：如果一個(gè)鏈路上的信號(hào)僅來(lái)自于特定的方向，那么選擇定向天線(xiàn)獲益更多。裝有定向天線(xiàn)的接收器接收位于由天線(xiàn)方向?qū)傩詻Q定的視線(xiàn)方向范圍之內(nèi)的發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)，而其他位于該方向范圍之外的發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)被屏蔽。
裝有定向天線(xiàn)的發(fā)射器發(fā)射它的大部分能量到預(yù)定的方向上，而不是在所有方向上發(fā)射，同時(shí)也不會(huì)減小它的覆蓋能力。為了簡(jiǎn)化對(duì)天線(xiàn)剖面的理解，天線(xiàn)廠商提供了天線(xiàn)輻射圖。天線(xiàn)輻射圖有不同的格式，如E面圖(E plane plot)和波瓣圖(polar plot)：
圖1
如圖1。除了方向性或形狀外，E面圖提供了大量信息，但通常不如波瓣圖表述的那樣清楚明了。波瓣圖被設(shè)計(jì)成類(lèi)似指南針，使得對(duì)于任意給定方向上的天線(xiàn)增益更易理解。
圖2
如圖2中，工程師能看到一個(gè)高級(jí)的三維視圖，指示在預(yù)定的面上天線(xiàn)如何運(yùn)行。然而天線(xiàn)也傾向于在其他軸上改變特性，但通常不提供三維圖形數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@會(huì)顯著增加圖表的復(fù)雜性。拉桿天線(xiàn)是一個(gè)典型的全向天線(xiàn)，它有一個(gè)簡(jiǎn)單的三維剖面。
在平面圖中，拉桿天線(xiàn)能提供極佳的覆蓋，但是在三維圖形中，它們?cè)诒旧碚戏交蛘路降谋憩F(xiàn)極差，這有助于我們能更了解天線(xiàn)被放在兩層的室內(nèi)環(huán)境中的情況。
通常，由于RF信號(hào)會(huì)被墻壁和其他室內(nèi)物體反射，因此不易觀察到天線(xiàn)極化的效果，然而，仍可以觀察到其它對(duì)RF信號(hào)可能是建設(shè)性或破壞性的作用，此作用被稱(chēng)為多徑/衰減。當(dāng)發(fā)射器或接收器有些小移動(dòng)，且對(duì)鏈接質(zhì)量造成極大差異時(shí)，通常便會(huì)觀察到此種衰減現(xiàn)象。當(dāng)天線(xiàn)在接收和傳送信號(hào)的波峰時(shí)便會(huì)發(fā)生此情況。
多重路徑則是此概念的延伸。當(dāng)無(wú)線(xiàn)電通信電波被傳送時(shí)，它們被接收器接收的路徑可能不只一條，由于其他物體(例如墻壁和樹(shù)木)的反射形成多重路徑，信號(hào)可能來(lái)自多個(gè)路徑。接收這些來(lái)源的信號(hào)，其到達(dá)的時(shí)間可能會(huì)有些微小差距，這就意味可能會(huì)發(fā)生輕微的相位偏移。當(dāng)這些信號(hào)結(jié)合在一起，它們可能會(huì)導(dǎo)致“衰減這種消失的形式。最差的情況之一，是兩個(gè)信
號(hào)以相差180o的相位到達(dá)接收器，接收器將無(wú)法看到任何數(shù)據(jù)，造成100%的信號(hào)衰減。在大部分的情況中，接收器不太可能會(huì)接收到相位偏移達(dá)180o的兩個(gè)信號(hào)，但是當(dāng)多重路徑的環(huán)境出現(xiàn)時(shí)，某些相位偏移還是有可能發(fā)生的，在這些情況下，便會(huì)發(fā)生某些信號(hào)衰減。
天線(xiàn)分集
天線(xiàn)分集是一種被用以恢復(fù)信號(hào)完整度的技術(shù)。在產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)分集的天線(xiàn)，與另一個(gè)天線(xiàn)有一個(gè)呈90o的天線(xiàn)架，如此極化/定向性的影響將不會(huì)降低潛在無(wú)線(xiàn)電通信鏈接的質(zhì)量。除此之外，實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)分集的產(chǎn)品中的各個(gè)天線(xiàn)，其天線(xiàn)架的位置皆會(huì)維持至少1/4波長(zhǎng)的距離，如此能確保至少有一個(gè)天線(xiàn)是在波形的波峰中。
雖然天線(xiàn)分集對(duì)于恢復(fù)信號(hào)完整度，以及維持鏈接邊界免受環(huán)境影響等頗有益處，但是必須在其它方面做出很大的犧牲，意味著微控制器(MCU)整體成本的增加，因?yàn)槲⒖刂破鞅仨氶L(zhǎng)時(shí)間待命，以時(shí)時(shí)評(píng)估天線(xiàn)信號(hào)。增加的微控制器功能將會(huì)導(dǎo)致需要規(guī)格更高和更貴的微控制器，而微控制器必須“隨時(shí)待命，也造成電池壽命縮短。在其他情況中，采用兩個(gè)天線(xiàn)的解決方案將增加額外的空間需求，或是需要其它的編碼專(zhuān)業(yè)技能，這些都限制設(shè)計(jì)人員只能采用單一天線(xiàn)設(shè)計(jì)。
編碼一個(gè)天線(xiàn)分集系統(tǒng)將會(huì)增加設(shè)計(jì)上的編碼負(fù)擔(dān)。許多天線(xiàn)分集系統(tǒng)會(huì)經(jīng)過(guò)最佳化，以同步方式運(yùn)作。接收器上的微控制器具有定時(shí)功能，讓接收器知道何時(shí)要開(kāi)始接收數(shù)據(jù)，在這些情況下，微控制器可立刻開(kāi)始評(píng)估兩個(gè)天線(xiàn)的信號(hào)。為評(píng)估此信號(hào)，微控制器會(huì)切換各個(gè)天線(xiàn)并評(píng)估接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI，Received Signal Strength Indication)水平。在接收器并未采用定時(shí)器的其它產(chǎn)品中，無(wú)線(xiàn)電通信必須去偵測(cè)一個(gè)打包的開(kāi)始，因?yàn)榍皩?dǎo)信號(hào)可能會(huì)被誤判為噪聲(或反之亦然)，不幸的是，特定天線(xiàn)中的強(qiáng)烈噪聲可能會(huì)導(dǎo)致打包的開(kāi)始被錯(cuò)過(guò)。
為確認(rèn)此天線(xiàn)切換的頻率足以捕捉天線(xiàn)之一的打包，每當(dāng)此算法進(jìn)入“測(cè)量SQ功能時(shí)，便會(huì)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器。最少切換時(shí)間其中：TPL為在特定信號(hào)部分中可被容許用來(lái)選擇天線(xiàn)的最長(zhǎng)時(shí)間(例如打包的前導(dǎo)信號(hào))N是分集接收器所采用的天線(xiàn)數(shù)目。在“Measure SQ功能工作期間，會(huì)針對(duì)信號(hào)質(zhì)量(SQ)進(jìn)行測(cè)量，若SQ低于信號(hào)質(zhì)量門(mén)坎，或是定時(shí)器時(shí)間結(jié)束，則天線(xiàn)會(huì)被切換，且會(huì)再次啟動(dòng)“測(cè)量SQ狀態(tài)。另一方面，若測(cè)量到的SQ高于SQ門(mén)坎，則接收器會(huì)持續(xù)使用被選擇到的天線(xiàn)，進(jìn)行剩余打包的接收。
可能的情況是，當(dāng)天線(xiàn)因?yàn)橛行盘?hào)指示而被選擇時(shí)，其信號(hào)質(zhì)量仍可能比最佳信號(hào)差，這是因?yàn)樵谔炀€(xiàn)上進(jìn)行的測(cè)量可能在打包到達(dá)前就先被噪聲占據(jù)了。在首個(gè)有效信號(hào)質(zhì)量指示產(chǎn)生時(shí)，在選擇具有最高信號(hào)質(zhì)量的天線(xiàn)前，EZRadioPRO天線(xiàn)分集算法會(huì)先檢測(cè)其它天線(xiàn)，看看是否有更高的信號(hào)質(zhì)量。
深圳市飛宇信電子有限公司成立于2007年，是一家專(zhuān)業(yè)從事無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售一體的高新技術(shù)型企業(yè)。專(zhuān)注于天線(xiàn)類(lèi)、模塊類(lèi)、應(yīng)用解決方案、應(yīng)用終端等產(chǎn)品的研制生產(chǎn)。聯(lián)系人：13802709089 楊經(jīng)理(微信同號(hào)）。
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wifi天線(xiàn)的分類(lèi)有下面幾種類(lèi)型：有兩種類(lèi)型的Wifi天線(xiàn)：用于移動(dòng)電話(huà)的內(nèi)部和外部天線(xiàn)和用于無(wú)線(xiàn)路由器的外部天線(xiàn)。WiFi天線(xiàn)有什么作用？WiFi天線(xiàn)如何提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能？今天歐源通科技將與你們分享WiFi天線(xiàn)有什么作用相關(guān)干貨。無(wú)線(xiàn)WiFi天線(xiàn)路由器WiFi天線(xiàn)有什么作用？天線(xiàn)是發(fā)射和接收電磁波的重要設(shè)備。天線(xiàn)將接收到的信號(hào)發(fā)送給接收機(jī)，然后輸出。許多產(chǎn)品，如路由器，需要WiFi天線(xiàn)。在沒(méi)有天
2019-03-12 09:09
汽車(chē)車(chē)載天線(xiàn)最理想的安裝位置就是車(chē)頂?shù)恼醒耄炀€(xiàn)利用磁性吸盤(pán)吸附在車(chē)頂上，雖然它與金屬材質(zhì)的車(chē)頂通常是絕緣的，但是兩者之間存在不小的電容，在高頻狀態(tài)下形成通路，車(chē)頂就被當(dāng)作天饋系統(tǒng)的地網(wǎng)，和汽車(chē)車(chē)載天線(xiàn)共同構(gòu)成車(chē)載電臺(tái)的天線(xiàn)系統(tǒng)。?不過(guò)實(shí)際生活中，受各種外在條件的限制，譬如天線(xiàn)較長(zhǎng)影響進(jìn)入車(chē)庫(kù)，另外為防止磨刮車(chē)漆、顛簸脫落，或者使用高增益的較大、較重的天線(xiàn)時(shí)，車(chē)載天線(xiàn)往往并沒(méi)有安裝在此位置，而是
2019-03-11 10:57
WIFI天線(xiàn)也就是我們常說(shuō)的天線(xiàn)無(wú)線(xiàn)路由器。無(wú)線(xiàn)路由器范圍包括單天線(xiàn)、雙天線(xiàn)和三天線(xiàn)后續(xù)還有多天線(xiàn)路由器。WIFI天線(xiàn)1、雙天線(xiàn)和單天線(xiàn)區(qū)別在是雙發(fā)雙收，還是單發(fā)單收，前者局域網(wǎng)速度是300M，后者局域網(wǎng)一般是150M。雙天線(xiàn)路由器在使用時(shí)最好不要讓兩條天線(xiàn)平行，了兩者最好成135度張角，即一條天線(xiàn)與桌面垂直，另一條與桌面成45度角。2、單天線(xiàn)路由、雙天線(xiàn)路由、三線(xiàn)四線(xiàn)有區(qū)別，但對(duì)于實(shí)際使用過(guò)程中
2019-03-11 10:01
當(dāng)下市場(chǎng)上那么多的天線(xiàn)，你能說(shuō)出多少種天線(xiàn)呢？如果你還是只知道平板天線(xiàn)，電視天線(xiàn)，那就有點(diǎn)out了，還是讓飛宇信天線(xiàn)廠家為為你介紹一下吧！長(zhǎng)波天線(xiàn)、中波天線(xiàn)是工作于長(zhǎng)波及中波波段的發(fā)射天線(xiàn)或接收天線(xiàn)的統(tǒng)稱(chēng)。長(zhǎng)、中波是以地波和天波傳播的，而天波則連續(xù)反射于電離層和大地之間。根據(jù)此傳播特性，長(zhǎng)、中波天線(xiàn)應(yīng)能產(chǎn)生垂直極化的電波。在長(zhǎng)、中波天線(xiàn)中，應(yīng)用較廣的的有垂直型、倒L型、T型、傘型垂直接地天線(xiàn)。長(zhǎng)、
2019-03-11 09:50
WiFi天線(xiàn)廠家講解天線(xiàn)的發(fā)明歷史，天線(xiàn)是由俄羅斯科學(xué)家波波夫發(fā)明的。1888年，29歲的波波夫聽(tīng)說(shuō)了一位著名的德國(guó)物理學(xué)家赫茲（hertz）關(guān)于電磁波的消息，這位年輕的科學(xué)家曾試圖推廣電燈，他告訴朋友們：“我用我的生命來(lái)安裝電燈。對(duì)于廣闊的俄羅斯，它只照亮了一個(gè)小角落：如果我能指揮電磁波，那就能飛越世界！”于是他埋頭于研究，對(duì)新的目標(biāo)發(fā)起了攻擊。1894年，波波夫制造了一個(gè)無(wú)線(xiàn)電接收器。接收器的
2019-03-11 09:41
當(dāng)你使用的wifi出現(xiàn)，信號(hào)弱，信號(hào)不穩(wěn)定時(shí)，你是不是很抓狂，是不是想改變這種信號(hào)不穩(wěn)定的事，那這些事你可以直接交給飛宇信天線(xiàn)廠家。??飛宇信天線(xiàn)廠家，有著多年的天線(xiàn)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的天線(xiàn)有電視天線(xiàn),手機(jī)天線(xiàn),汽車(chē)天線(xiàn),平板天線(xiàn),車(chē)載天線(xiàn)等產(chǎn)品，提供天線(xiàn)開(kāi)發(fā)，天線(xiàn)方案定制，天線(xiàn)批發(fā)定制等業(yè)務(wù)，有著天線(xiàn)認(rèn)證專(zhuān)利，讓顧客可以沒(méi)有后顧之憂(yōu)。wifi天線(xiàn)的分類(lèi)有哪些？飛宇信天線(xiàn)廠家認(rèn)為wifi天線(xiàn)不
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