無論您是設計手機，平板電腦，筆記本電腦，無線路由器還是基站，您選擇的天線（或多個天線）在信號鏈中起著關鍵作用，決定了系統的性能。隨著數據速率升級超過1 Gbit/s，這種選擇變得更加重要，即使接收信號流中的短間隙也可能導致大量數據丟失。在這些系統中，一些系統運行單個發送/接收信道，而其他系統采用多輸入/多輸出（MIMO）無線電系統，波束成形技術和信道綁定，以獲得處理數百個數據速率所需的范圍和帶寬。超過1 Gbit/s的兆比特。這些技術與優化的天線相結合，確保發射和接收路徑能夠提供最后一微伏的RF信號。

在任何無線系統中，都可以調整幾個關鍵性能指標，以優化應用的無線網絡。這些指標包括：

RSSI - 無線電信號強度指示 - 接收信號的強度（天線增益，低噪聲放大器和功率放大器都在最大化信號強度方面發揮作用）。

SNR - 信噪比 - 信號（有用信息）與任何背景噪聲（不需要的信號）之間的功率比。

數據包傳送 - 發送和接收消息的指示符。通常，大于50％是固態的，因為數據分布在一個頻譜上。

接收機的靈敏度 - 通常為-83 dBm或更大的負數。數字越負，靈敏度越高。每次接收器靈敏度下降-3 dBm時，接收器檢測輸入信號的能力提高了兩倍。

LOS（視線） - 這是指兩個距離射頻（RF）收發器可以在沒有阻礙的情況下明顯地看到對方。在估算分隔兩個收發器的范圍（距離）時，這很重要。諸如墻壁，樹木，建筑物等障礙物減少了兩個設備可以分開的距離，并且仍然保持所需的數據傳輸速率。諸如MIMO和波束成形之類的技術可以提高信號的通過能力。

分集 - 在許多無線傳輸系統中，由于信號從各種結構反彈，信號需要多條路徑（多路徑）才能到達接收機。彈跳導致信號到達其預期目的地的輕微延遲，導致信號的多個副本到達接收器。接收器必須能夠選擇最佳信號進行放大，并濾除剩余的副本。

所有這些指標都與天線捕獲和放大射頻信號的能力直接相關。接收方，或在發送方提供最強的信號。因此，天線和無線電布置（單信道與MIMO）的選擇是任何無線系統設計中的關鍵決策點。通常，無線設備的物理設計將決定可以使用的天線的尺寸和類型。例如，在蜂窩手機中，設計已經遠離外部短截線或可擴展天線，有利于內置天線，使手機具有光滑的外觀。但是，在手持設備中使用內置天線時存在兩個重要問題。 。天線音量是首要考慮因素：天線的大小取決于其設計運行的頻率。因此，手持設備在其外殼內需要專用空間用于內部天線或多個天線。通?？臻g有限，因此總是需要較小的天線。第二個問題是天線與其周圍環境之間的潛在干擾。這可能包括手機中的RF組件/電路，外殼本身，甚至是拿著手機或其他設備的人的干擾。

對于手機，平板電腦和其他便攜式設備，一些天線可以直接存放在系統上主印刷電路板或產品外殼的內部，而其他的是預制在小型可表面貼裝的芯片級基板上，而這些基板又安裝在產品的主電路板上。此外，用于Wi-Fi，藍牙，蜂窩網絡，GPS和其他無線標準的手機中的多個無線電通常共享一個或多個天線，這些天線在發射時在不同的功率放大器之間切換，并且低噪聲放大器在接收方。

陶瓷芯片天線的一個例子是Johanson的5400AT18A1000E系列是采用低溫共燒陶瓷技術制造的無源表面貼裝元件（圖1）。該天線的頻率范圍為4，900至5，900 MHz，具有線性極化和近全向輻射模式，并匹配50Ω阻抗。長度僅為3.2毫米，寬度僅為1.6毫米，厚度僅為1.3毫米，可以將天線擠壓到緊密封裝的電路板上。

圖1：設計用于表面安裝，這是共燒的Johanson Technology的陶瓷天線（此處顯示的放大視圖）實際尺寸僅為3.2 x 1.6 x 1.3 mm，頻率范圍為4，900至5，900 MHz。

多頻片式天線也很容易獲得。例如，TDK的ANT016008LCD1575MA1處理GPS頻段，中心頻率為1，575 MHz，ISM頻段的中心頻率為2，442 MHz（圖2）。該天線具有線性極化和4的VSWR，同時具有50Ω的阻抗。與Johanson的單波段天線相比，占用的電路板空間更小，TDK天線僅為1.6 x 0.8 x 0.4 mm。

圖2：多頻帶芯片天線，TDK的ANT016008LCD1575MA1處理GPS和2.4 GHz ISM頻段，尺寸僅為1.6 x 0.8 x 0.4 mm。

如果系統有足夠的空間，即使是在PCB上制造的天線也可以用過的。此解決方案可能更適用于無線路由器，筆記本電腦和其他大型無線設備。 PCB天線的一個例子來自TE Connectivity，這是一種四頻段解決方案（標記為1513259-1），尺寸為37.59 x 11.94 x 1.57 mm，適用于824至960和1，710至1，990 MHz頻段（圖3）。該天線的VSWR小于3，線性極化，峰值增益為+1 dBi。

圖3：在小型印刷電路板上實現的四頻天線TE Connectivity可處理美國和歐洲標準的824至960和1，710至1，990 MHz頻段。雖然內置天線可提供穩定的性能，但有些應用需要使用外部棒狀天線，以獲得更高的增益和配置靈活性例如Linx Technologies ANT-DB1-RAF系列雙頻半波天線，覆蓋2.45和5 GHz頻段（圖4a）。天線包括傾斜和旋轉接頭，允許其定向以優化接收或傳輸。 Pulse Electronics的W1043多頻段天線提供略微不同的物理外觀，也可在2.4和5 GHz ISM頻段（5.15和5.85 GHz）上運行，使其與IEEE 802.11a/b/g/n，藍牙和ZigBee兼容標準，以及其他ISM頻段應用（圖4b）。 Linx和Pulse天線都具有全向輻射模式，可提供寬廣的360°覆蓋范圍

圖4：雙頻天線，例如Linx Technologies（a，top）的ANT-DB1-RAF和Pulse Electronics的W1043（b，底部），專為外部使用而設計常用于網絡路由器，接入點和其他需要廣泛覆蓋區域的系統。

總之，天線是無線系統的核心，因為系統的性能與天線的性能密切相關。其基本功能是在特定頻帶或頻帶中發送和接收電磁波。本文回顧了工程師可用的選項，這些工程師負責決定哪種天線可能與應用程序和系統配置選項最相關。