明明LoRa模塊搭配天線標稱10公里超遠距，為什么400MHz穿墻就撲街？LoRa模塊900MHz組網總被隔壁設備干擾到哭？真相是——選頻段只是入門局，天線這幾個參數才是LoRa性能的生死判官！

下面用億佰特公司最常見的天線的各種參數講起，天線型號為TX433-JKD-20P，該膠棒天線的性能參數如圖1所示。

圖1 TX433-JKD-20P膠棒天線性能參數

基礎必看參數

1

中心頻率、工作頻率，天線帶寬

中心頻率（CenterFrequency）是指天線的主要共振點，性能最優，增益、匹配最好。通常是頻率帶寬的中心值。工作頻率（OperatingFrequency）是指天線設計并優化用于傳輸或接收電磁波的頻率或頻率范圍，這是天線最重要的基本參數之一，單位通常是MHz或GHz。例如LoRa常用頻段有433MHz、868MHz、915MHz。天線必須與模塊的頻率匹配，否則性能會嚴重下降；天線的帶寬是指工作頻率上下限之間的頻率寬度，反映天線支持的“頻譜范圍”。作為普通消費者注意以下兩點：①天線的工作頻率需匹配LoRa模塊使用的頻率。無線通信（如LoRa）依賴電磁波在特定頻率下傳播。天線的尺寸、結構和材料是根據某一頻率設計的，只有在該頻率或附近，天線才能高效地輻射或接收信號。如果天線的工作頻率不匹配LoRa模塊使用的頻率，會導致：發射信號效率低（信號功率反射回去）；接收靈敏度下降；通信距離縮短；整個系統的不穩定或失效。

②帶寬越寬，不代表天線性能越好。寬帶天線適合多頻點通信，但增益可能不如窄帶天線高；對于LoRa這類窄帶通信，重點是中心頻率是否精準匹配你的使用頻率（如433MHz、868MHz）。

2

增益

天線的增益是指天線在某個方向上相對于理想參考天線（比如各向同性天線）的輻射能力增強了多少倍，單位是dBi或dBd。dBi是相對于理想各向同性天線的增益；dBd是相對于半波振子天線的增益。用一句話理解，天線增益表示天線把能量“集中”到某個方向的能力，數值越大，信號在某方向越強。很多人誤以為“增益越高=信號越強”，其實不完全對。天線不會放大信號的總能量，它只是通過設計，把信號“集中”在某個方向，就像聚光燈→光沒變強，只是聚在一處；擴音喇叭→聲音沒變大，只是往一個方向更響。舉一個例子，你買了一個433MHz的LoRa天線，參數寫著“增益：5dBi”，這意味著這根天線在它主輻射方向上的信號強度，相當于一個各向同性天線在所有方向都均勻輻射的情況下增強了5dB，它會讓你在特定方向上的通信距離更遠，但在其他方向上，信號會減弱。下面是一個簡單的表格，總結得出：增益越高，覆蓋角度越小；增益越低，覆蓋范圍越廣。

3

極化方式

極化方式是指電磁波中電場矢量隨時間變化的振動方向。簡單說來就是在電磁波傳播過程中，電場與磁場始終相互垂直，且均垂直于傳播方向，極化方式即由電場矢量的空間方向和隨時間變化的軌跡所決定。對于普通消費者我們應該注意什么呢？選購天線要注意通信的發射天線和接收天線的極化方式必須匹配，否則信號會嚴重衰減，稱為“極化失配”。舉個例子：如果發射天線是垂直極化，但接收天線是水平極化，那么信號可能衰減20dB以上，這幾乎等于沒接收到信號。天線的安裝也和極化方向有關，例如買的兩個橡膠棒天線極化方向相同，兩個天線的安裝方向不同（比如一個立著，一個躺著），就形成了極化不匹配。極化不匹配的后果，信號強度會損失嚴重，最多可達20dB（等效于信號減弱100倍）。即使信號還能收到，通信距離也會大大縮短，特別是LoRa這種遠距離通信協議，極化不一致很容易導致掉包、丟連接等問題。

正確做法：如果你使用的是橡膠棒天線，讓兩個天線都“垂直放置”（天線朝上或朝下都行，但方向一致）；如果你想讓設備平放，那就可以把天線也水平放置，但兩端一致。總之，保持兩端天線的安裝角度一致，就能保證極化一致。

進階參數

1

阻抗

天線阻抗是天線中一個非常重要的參數，尤其是在射頻（RF）系統中，理解它有助于我們確保信號最大限度地傳輸，而不是被反射掉。天線阻抗是指天線輸入端口對外呈現的電阻抗（包含電阻+電抗），單位是歐姆（Ω）。

為什么LoRa天線幾乎都是50Ω？主要原因：整個射頻系統都以50Ω為“標準接口阻抗”，方便連接、匹配和設計。在射頻系統中（比如LoRa模塊→PCB→連接器→天線），信號從源頭傳到負載時，如果阻抗不匹配，就會產生反射。就像水管接頭對不上會漏水，阻抗不匹配也會“漏能量”。結果就是：信號反射（SWR升高，反射系數上升）；發射功率降低；接收靈敏度變差；可能導致芯片過熱或燒毀。

2

電壓駐波比（VSWR）

當我們了解了天線阻抗之后，和阻抗有著密切關系的是電壓駐波比（VSWR，VoltageStandingWaveRatio）,電壓駐波比是天線參數中非常關鍵的一個指標，它直接反映了天線和射頻系統之間的阻抗匹配程度。用一句話概述，VSWR表示的是反射信號與前向信號之間的比例關系，反映了天線輸入端的“匹配好不好”。VSWR越接近1:1，說明反射越少、匹配越好，信號傳輸越高效。舉個例子，當你從LoRa模塊向天線送出射頻信號時，如果天線阻抗與系統不匹配，就會出現一部分信號被反射回去。這會導致：有用信號減少；模塊發熱甚至受損；通信距離下降。而這些反射產生的“站立波”現象，就是VSWR所衡量的。VSWR與反射關系對照表：假設你用的是433MHz的LoRa模塊：如果天線的VSWR=1.2:1，信號幾乎全送出，性能優良；如果VSWR=2.5:1，說明大量信號被反射回來→傳輸效率下降；如果VSWR> 3:1，模塊可能因反射功率過高而受損！

3

功率容量

天線的功率容量是指它在不損壞、不過熱、不性能劣化的情況下，可以安全承受的最大射頻功率，通常以瓦特（W）或毫瓦（mW）表示。為什么這個參數重要？當你的LoRa模塊發射射頻信號時，信號通過饋線（如射頻線）送到天線，如果天線的承受能力不足，會導致：天線損壞（燒蝕、變形、脫焊）；駐波升高、性能惡化；輻射失效，通信距離反而下降；嚴重時損壞模塊的射頻芯片或功放（因反射太強）。作為普通消費者只需要關心模塊的發送功率是否超出天線的功率容量，舉個例子，LoRa模塊發射功率為20dBm，換算成功率為100mW，此時使用20W功率容量的天線就完全沒有問題，因為100mW遠小于20W，所有可以放心使用。