热门搜索： 网通设备类天线 基站天线 智慧型抄表类天线 车载天线
天线分集技术的原理--飞宇信
发布时间：
2019-08-16 17:42
无线电通信中更难于理解的部分在于无线电通信链路质量与多种外部因素相关，多种可变因素交织在一起产生了复杂的传输环境，而这种传输环境通常很难解释清楚。然而，掌握基本概念往往有助于理解多变的无线电通信链接品质，一旦理解了这些基本概念，其中许多问题可以通过一种低成本、易实现的被称作天线分集(antenna diversity)的技术来实现。
环境因素的考虑
影响无线电通信链路持续稳定的首要环境因素是被称为多径/衰落和天线极化/分集的现象。这些现象对于链路质量的影响要么是建设性的要么是破坏性的，这取决于不同的特定环境。可能发生的情况太多了，于是，当我们试着要了解特定的环境条件在某个时间点对无线电通信链接的作用，以及会造成何种链接质量时，这无疑是非常困难的。
天线极化/分集
这种被称为天线极化的现象是由给定天线的方向属性引起的，虽然有时候把天线极化解释为在某些无线电通信链路质量上的衰减，但是一些无线电通信设计者经常利用这一特性来调整天线，通过限制收发信号在限定的方向范围之内达其所需。这是可行的，因为天线在各个方向上的辐射不均衡，并且利用这一特性能够屏蔽其他（方向）来源的射频噪声。
简单的说，天线分为全向和定向两种。全向天线收发信号时，在各个方向的强度相同，而定向天线的收发信号被限定在一个方向范围之内。若要打造高度稳固的链接，首先就要从了解此应用开始。例如：如果一个链路上的信号仅来自于特定的方向，那么选择定向天线获益更多。装有定向天线的接收器接收位于由天线方向属性决定的视线方向范围之内的发射器发出的信号，而其他位于该方向范围之外的发射器发出的信号被屏蔽。
装有定向天线的发射器发射它的大部分能量到预定的方向上，而不是在所有方向上发射，同时也不会减小它的覆盖能力。为了简化对天线剖面的理解，天线厂商提供了天线辐射图。天线辐射图有不同的格式，如E面图(E plane plot)和波瓣图(polar plot)：
图1
如图1。除了方向性或形状外，E面图提供了大量信息，但通常不如波瓣图表述的那样清楚明了。波瓣图被设计成类似指南针，使得对于任意给定方向上的天线增益更易理解。
图2
如图2中，工程师能看到一个高级的三维视图，指示在预定的面上天线如何运行。然而天线也倾向于在其他轴上改变特性，但通常不提供三维图形数据，因为这会显着增加图表的复杂性。拉杆天线是一个典型的全向天线，它有一个简单的三维剖面。
在平面图中，拉杆天线能提供极佳的覆盖，但是在三维图形中，它们在本身正上方或正下方的表现极差，这有助于我们能更了解天线被放在两层的室内环境中的情况。
通常，由于RF信号会被墙壁和其他室内物体反射，因此不易观察到天线极化的效果，然而，仍可以观察到其它对RF信号可能是建设性或破坏性的作用，此作用被称为多径/衰减。当发射器或接收器有些小移动，且对链接质量造成极大差异时，通常便会观察到此种衰减现象。当天线在接收和传送信号的波峰时便会发生此情况。
多重路径则是此概念的延伸。当无线电通信电波被传送时，它们被接收器接收的路径可能不只一条，由于其他物体(例如墙壁和树木)的反射形成多重路径，信号可能来自多个路径。接收这些来源的信号，其到达的时间可能会有些微小差距，这就意味可能会发生轻微的相位偏移。当这些信号结合在一起，它们可能会导致“衰减这种消失的形式。最差的情况之一，是两个信
号以相差180o的相位到达接收器，接收器将无法看到任何数据，造成100%的信号衰减。在大部分的情况中，接收器不太可能会接收到相位偏移达180o的两个信号，但是当多重路径的环境出现时，某些相位偏移还是有可能发生的，在这些情况下，便会发生某些信号衰减。
天线分集
天线分集是一种被用以恢复信号完整度的技术。在产品中实现天线分集的天线，与另一个天线有一个呈90o的天线架，如此极化/定向性的影响将不会降低潜在无线电通信链接的质量。除此之外，实现天线分集的产品中的各个天线，其天线架的位置皆会维持至少1/4波长的距离，如此能确保至少有一个天线是在波形的波峰中。
虽然天线分集对于恢复信号完整度，以及维持链接边界免受环境影响等颇有益处，但是必须在其它方面做出很大的牺牲，意味着微控制器(MCU)整体成本的增加，因为微控制器必须长时间待命，以时时评估天线信号。增加的微控制器功能将会导致需要规格更高和更贵的微控制器，而微控制器必须“随时待命，也造成电池寿命缩短。在其他情况中，采用两个天线的解决方案将增加额外的空间需求，或是需要其它的编码专业技能，这些都限制设计人员只能采用单一天线设计。
编码一个天线分集系统将会增加设计上的编码负担。许多天线分集系统会经过最佳化，以同步方式运作。接收器上的微控制器具有定时功能，让接收器知道何时要开始接收数据，在这些情况下，微控制器可立刻开始评估两个天线的信号。为评估此信号，微控制器会切换各个天线并评估接收信号强度指示(RSSI，Received Signal Strength Indication)水平。在接收器并未采用定时器的其它产品中，无线电通信必须去侦测一个打包的开始，因为前导信号可能会被误判为噪声(或反之亦然)，不幸的是，特定天线中的强烈噪声可能会导致打包的开始被错过。
为确认此天线切换的频率足以捕捉天线之一的打包，每当此算法进入“测量SQ功能时，便会启动一个定时器。最少切换时间其中：TPL为在特定信号部分中可被容许用来选择天线的最长时间(例如打包的前导信号)N是分集接收器所采用的天线数目。在“Measure SQ功能工作期间，会针对信号质量(SQ)进行测量，若SQ低于信号质量门坎，或是定时器时间结束，则天线会被切换，且会再次启动“测量SQ状态。另一方面，若测量到的SQ高于SQ门坎，则接收器会持续使用被选择到的天线，进行剩余打包的接收。
可能的情况是，当天线因为有效信号指示而被选择时，其信号质量仍可能比最佳信号差，这是因为在天线上进行的测量可能在打包到达前就先被噪声占据了。在首个有效信号质量指示产生时，在选择具有最高信号质量的天线前，EZRadioPRO天线分集算法会先检测其它天线，看看是否有更高的信号质量。
深圳市飞宇信电子有限公司成立于2007年，是一家专业从事无线通信产品开发、生产和销售一体的高新技术型企业。专注于天线类、模块类、应用解决方案、应用终端等产品的研制生产。联系人：13802709089 杨经理(微信同号）。
相关文章--- 天线分集技术的原理
2019-04-16 10:06
飞宇信天线厂家专业生产WIFI天线，内置天线，平板天线，电视天线，汽车天线，手机天线，GPS天线等天线产品，自2007年就已开始研发生产天线，有着专业的天线研发经验，提供天线来图来样定制。 2019年4月17-19号在杭州电力展会上有着一个熟悉的身影，你没有看错，飞宇信天线厂家来到了杭州和你见面了，有需要采购天线的朋友赶紧来围观吧！飞宇信于你约定17-19号。
2019-04-16 09:57
天线分成了WIFI天线，内置天线，平板天线，车载天线，汽车天线等天线产品，每种天线都有不一样的极化方式，今天一起和飞宇信天线厂家来了解一下什么是天线的极化方式。 什么是WIFI天线电视天线等天线极化方式？飞宇信天线厂家认为天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。极化波当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。 WIFI天线产
2019-04-15 10:03
手机天线，电视天线，WIFI天线，车载天线，汽车天线，平板天线等天线产品归属于飞宇信天线厂家的天线开发产品，高品质的，高质量的天线产品受到了用户的一致欢迎。那么平板天线你了解多少呢？ 平板天线，指的是一种仅在一个特定的方向传播的天线。平板天线一般用在点对点的情形下。它们被叫作“贴片天线”。目前，平板天线有振子式、缝隙式等几种，它们集中的特点是体积小、重量轻、风阻小、安装使用方便；内置高频头使天线与
2019-04-15 09:33
手机天线，一种使用到手机里面的手机天线，虽然现在手机看不到像大哥大一样的拉升天线，但是手机天线也是一直存在的，只是今天飞宇信天线厂家为大家曝光一下手机天线的设计过程。 现在我们大家应该都有自己的手机吧，手机已经和我们的生活密不可分了，给我们大家提供着很多的服务，那么谈到手机，不知道我们大家究竟对手机的构造了解多少呢，手机是由很多的零件构成的，手机有主板，摄像头，手机天线，屏幕等，每一个构件都是需要
2019-04-12 09:45
教育部4月9日发布《关于同意北京师范大学珠海校区建设的批复》(下称《批复》)。《批复》指出，支持珠海校区与本校区同水平、同标准的办学定位，实现与现有校区互补借力、错位发展。 按照计划，珠海校区开始招生后，原北京师范大学珠海分校将逐年调减招生计划，于2021年停止招生，2024年终止办学。那你还记得汽车天线，车载天线是怎么安装的吗？你小得不？ 车载天线的安装位置是怎样的？在车上安装与此不同，因为
2019-04-12 09:30
电视天线，一种使用到电视上的天线，极大地改变了用户收看电视的信号问题,电视天线分室内电视天线和室外天线，今天一起和飞宇信天线厂家来聊一下室内天线，室内的电视天线。 飞宇信天线厂家，一个专业开发生产天线的企业，自2007年起就已开始了天线的研发生产，专业研发生产的天线有，WIFI天线，电视天线，手机天线，平板天线，汽车天线，车载天线等天线产品，提供天线开发，天线定制，天线批发业务。 室内电视天线的
