设备可能具有设计良好的无线电，但仍然无法通过认证，或者由于天线的原因在现场表现不佳。选择一个并不是要在目录页面上找到最高增益的部件，而是要匹配周围产品的电气、机械和环境限制。以下问题是在您索取样品之前值得解决的问题，大致按照它们往往重要的顺序排列。.

1. 从网络要求开始，而不是天线

天线遵循无线电规划，而不是相反。在比较部件之前，写下设备实际要做的事情：

• 必须支持哪些频段和标准 - 例如 LTE、NB-IoT、LoRa、Wi-Fi、蓝牙、GNSS 或它们的组合
• 产品运送到哪些地区，因为不同地区的频段可能需要不同的天线
• 设备是连续传输还是短时间突发传输，这会影响效率的大小
• 布局实际上可以放弃多少物理空间

带宽影响天线在不同频率上的性能。窄带天线可以针对特定频率范围进行优化，而宽带设计需要在更广泛的范围内运行，通常需要在效率和峰值增益方面进行一些权衡。天线增益还取决于辐射方向图：一个方向的增益较高并不一定意味着每个方向的覆盖范围都更好。这些因素值得在设计过程的早期考虑，特别是当天线必须安装在固定外壳或 PCB 布局中时。.

2. 尽早决定使用内置天线还是外置天线

这一决定会影响整体产品设计，因此通常在早期布局阶段而不是在模具完成后考虑。.

内部天线，包括 FPC、PCB 走线、冲压金属和陶瓷设计，有助于保持密封的外壳和整洁的产品外观。它们广泛用于可穿戴设备、跟踪器和紧凑型传感器。然而，它们的性能可能会受到附近组件的影响，例如接地层、电池、显示器和外壳材料，这可能需要在开发过程中进行额外的调整。.

外部天线通常更容易优化，因为它们远离可以吸收或失谐射频信号的组件。安装在设备或车辆上的全向天线可提供安装点周围的覆盖范围，使其适合信号方向可能发生变化的跟踪和遥测等应用。主要考虑因素是机械要求，包括操作环境所需的连接器、电缆布线和安装结构。.

在许多无线产品中，采用内置和外置天线的组合，每个天线根据设计要求服务于不同的无线电功能。.

3. 留出天线空间和地平面

大多数紧凑型天线都不是独立的辐射元件。它们依赖 PCB 接地层作为 RF 结构的一部分，这意味着接地层的尺寸和布局直接影响天线性能。在大型评估板上运行良好的设计可能在较小的生产 PCB 上表现不同，并且在确认最终板尺寸后通常需要重新调整。.

有两个布局考虑因素尤其重要。首先，预留适当的天线禁入区域，并避免在此区域内放置铜、元件或金属部件。其次，考虑最终组装中天线附近的任何导电材料，例如电池、扬声器、金属支架或涂层标签。这些材料会改变谐振频率并降低效率。.

对于紧凑型物联网天线设计，周围结构对射频性能有直接影响。如果外壳由金属制成，则内部天线可能无法提供预期的性能，因为外壳可能会阻挡信号或使信号失谐。在这种情况下，通常需要外部天线或外壳中的专用射频开口来提供合适的信号路径。.

对于需要更广泛覆盖范围的应用，当设备需要多个方向而不是固定的点对点链路通信时，也可以考虑全向天线。.

4. 检查机械和环境要求

在实验室中表现良好的天线在安装后可能仍会表现不同。选择正确的天线设计时应考虑工作环境。.

• 入口保护 – 户外和工业产品可能需要IP67或更高的防护等级，这会影响密封设计和天线结构。.
• 工作温度 – 材料和电缆组件有温度限制，长期暴露会影响性能和可靠性。.
• 机械条件 – 车辆和工业安装应考虑振动、电缆弯曲和连接器应力。.
• 耐候性 – 紫外线照射、潮湿和盐雾会影响户外使用的外壳材料和连接器选择。.
• 安装要求 – 螺钉、粘合剂、磁性和穿板安装适合不同的设备结构和应用。.

在选择或采样物联网天线之前定义这些要求有助于确保天线与实际安装环境相匹配。对于需要多方向覆盖的应用，可以根据系统要求考虑全向天线。.

5. 保持射频路径短：连接器和电缆

当天线安装在远离无线电模块的位置时，电缆就成为射频路径的重要组成部分。电缆损耗直接影响链路预算，并且损耗随着电缆长度和工作频率的增加而增加。适用于低频应用的电缆可能会在较高频段产生明显的损耗。.

天线集成期间应考虑两个因素。首先，使电缆长度在产品设计允许的范围内尽可能短。其次，根据最高工作频率下的实际损耗性能来选择电缆类型，而不是使用一般假设。.

连接器的选择也很重要。 SMA、MMCX、U.FL/I-PEX 和 N 型连接器在尺寸、耐用性、插拔次数以及对不同环境的适用性方面有所不同。每个连接器过渡都会增加少量插入损耗，并产生另一个可能影响可靠性的点。.

对于物联网天线系统，天线、电缆和连接器应作为一个完整的组件进行评估。确认连接器兼容性并测试最终配置有助于避免单独测试各个组件时可能不会出现的性能问题。在使用全向天线的应用中，完整的射频路径同样重要，因为电缆和连接器损耗直接影响可用信号性能。.

6、量产前计划测试和认证

天线性能通常通过传导测量和无线测量来评估。进行 VSWR 和阻抗测量等测试，检查天线与射频系统的匹配程度。无线测试可测量实际性能，包括实际产品中安装的天线的效率、增益和辐射方向图。.

在工作频率范围内 VSWR 约为 2:1 或更好是一个常见目标，但它仅表示阻抗匹配。它并不直接代表辐射效率，这意味着天线可以表现出良好的匹配，但在最终安装中仍然具有有限的性能。.

对于互联产品，天线验证还需要考虑监管和运营商要求。根据市场和无线技术，这可能包括 FCC、CE、运营商认证或行业特定测试。对于物联网天线，使用最终外壳测试整个设备非常重要，因为材料、附近的组件和安装条件会影响射频性能。.

在最终工具之前完成预一致性测试可以帮助尽早识别与天线相关的问题，并减少后期认证阶段的更改。同样的方法适用于使用全向天线的系统，其中最终安装位置和周围环境会影响测量的辐射性能。.

7.何时值得考虑定制天线

标准天线可以满足许多常见的应用要求，并且在尺寸、性能和生产要求已经确定时通常是首选。当标准型号无法满足项目要求时，例如需要将多个频段集成到有限空间、外壳影响射频性能、安装结构独特或需要额外验证以进行认证时，可以考虑定制天线设计。.

深圳飞胜电子是一家拥有13年OEM和ODM经验的射频天线制造商。该公司拥有 6,000 平方米的生产设施和内部射频实验室，并拥有 ISO9001、ISO14001 和 IATF16949 认证以及 50 多项专利。其产品组合包括FPC和PCB内部天线、GNSS和RTK天线、5G天线、无人机天线、磁性天线、玻璃纤维天线、外部天线和射频电缆组件。.

对于定制天线项目，开发过程通常包括需求分析、射频仿真、原型测试和生产验证。这使得在进入批量生产之前可以使用实际的外壳和设备结构对天线进行评估。同样的过程也适用于物联网天线解决方案、蜂窝通信系统和全向天线设计等应用，其中射频性能取决于最终安装环境。.

8.物联网天线选型常见问题

物联网天线需要多少接地层？

所需的接地层尺寸取决于天线类型、频段和产品设计。一般来说，较低频率的天线受地平面尺寸的影响更大，较大的地平面有助于保持更一致的射频性能。许多紧凑型物联网天线型号在数据表中提供了推荐的接地平面尺寸。如果最终的 PCB 布局与参考设计明显不同，则可能需要调整天线调谐。.

全向天线可以安装在金属外壳内吗？

大多数情况下，不建议这样做。金属外壳会阻挡和反射射频信号，从而降低天线的辐射性能。对于需要全向天线的应用，常见的方法是将天线安装在金属外壳外部或提供射频透明区域，例如塑料部分或开口，用于信号传输。.

增益较高的天线一定是更好的选择吗？

未必。天线增益是指辐射能量的方向和集中度，而不是总功率的增加。更高增益的天线通常在特定方向上提供更强的覆盖范围，但可能具有更窄的辐射方向图。对于许多物联网应用，尤其是移动或多向部署，稳定的覆盖范围和合适的辐射方向图可能比最高增益值更重要。.