GSM模块天线采用和设计问题

只看该作者 · 2012-4-27 07:03

在我不想采用商品化的天线的情况下我有如下两种选择：
1、把天线设计在PCB板上——缺点一是浪费板子资源，二是设计要求高。
2、焊接一条导线——优点一是节省板子资源，二是天线长短容易调节试验。

我想先用焊接导线的办法与商品化的天线比较一下，虽然还没有比较结果，但是，若用测试灵敏度的AT指令测试，我预感灵敏度效果差的不会太多。在比较之前我有如下两个问题请教：
1、导线直径多少、单股还是多股为宜？
2、在收发双频的情况下，4分之1的长度按发射还是接收的频率？

4万 · 2012-4-29 00:09

用单股即可，直径粗点好，天线尺寸按收发中心频率的1/4波长计，不过GSM是多频的而且输出功率较大，一般都支持900M、1800M和1900M，发射峰值功率可达2W，用简单1/4波长导线做天线不合适，应该采用参数匹配的成品天线。同样，对于GSM系统，PCB天线也不合适，设计难度太高了，从楼主的问题看，显然是不具备相关知识和技能的。

2万 · 2012-4-29 07:00

老式手机的天线, 就一根铜弹簧( 属慢波天线 ), 人体感应严重；现在的都内置了, 人体感应小, 估计是皮法天线。
设备里，1/4波长半波天线不受人体影响，性能应优于皮法天线。

只看该作者 · 2012-4-29 17:33

用单股即可，直径粗点好，天线尺寸按收发中心频率的1/4波长计，不过GSM是多频的而且输出功率较大，一般都支持900M、1800M和1900M，发射峰值功率可达2W，用简单1/4波长导线做天线不合适，应该采用参数匹配的成品天线 ...
chunyang 发表于 2012-4-29 00:09

我以前用深圳声表等厂家的无线收发模块，反复实际测试过天线的问题。
结果是：无论按厂家推荐的螺旋型天线，还是按焊接导线的方式，实际的收发距离并没有改变，而且，导线的长度改变也没有觉得收发距离有改变。
所以，我一直认为：天线好坏的区分就是差那么一点点的问题。

只看该作者 · 2012-4-29 17:37

老式手机的天线, 就一根铜弹簧( 属慢波天线 ), 人体感应严重；现在的都内置了, 人体感应小, 估计是皮法天线。
设备里，1/4波长半波天线不受人体影响，性能应优于皮法天线。 ...
PowerAnts 发表于 2012-4-29 07:00

感谢您给俺的鼓励，这坚定了我不采用商品化天线的信心。
我认为：无论自己焊接的天线怎么样，总比那些小小的无线网卡里的天线性能优越吧？

2万 · 2012-4-29 18:38

天线的好坏直接影响无线电收发信机的通讯距离，我认为1/4波长天线性能优于弹簧慢波天线，更优于皮法天线（也就是用一个两个距离较大的极板组成的谐振腔），这是有前提的，即三种天线都工作在合理的状态。
无线网卡里的小小天线，是因为波长很短，故而尺寸也就很小。GPS模块里的皮法天线，仅像皮头那么大，我最初也不太相信。但一看不是用空气而是用陶瓷作介质，我不得不信了

只看该作者 · 2012-5-2 12:29

感谢6楼朋友的参与和经验之谈。
我向大家汇报测试结果：
测试工具：用CT35学习板在串口助手中执行AT+CSQ测试指令。
测试过程：
1：先用学习板上自带的商品化天线、在最佳的位置测出最佳的信号强度是：在20.99之25.99之间变化，24.99出现的频率最多。

2：换上自己的导线（多股220伏电灯线）天线长度计算：（900+1800）/2=1350 300/1350/4=0.05555555
最先的导线长度为73毫米，然后一点点地减少天线长度，把每个长度的测试结果记录下来。
结果是：越接近55.5毫米的长度，信号强度就越高，当减少到56毫米的时候测试结果是23.99出现的频率最多，24.99出现的频率少点。

从以上测试结果来看：短短的一根导线与商品化的天线相比相差无几。

只看该作者 · 2012-5-2 12:43

刚才我用自制天线竟然多次测出了多个25.99和多个36.99的信号强度。
估计用单股天线好一点，但是，因为不便于上模块上焊接，即便焊接好了也容易损坏模块，所以，我决定采用多股线为天线。

只看该作者 · 2012-5-2 12:44

赞楼主，商品化的优点就是美观，容易安装，便宜。无论是MONOPOLE或者是PIFA，手工做出来都一样的，无非是一段导体。

只看该作者 · 2012-5-2 12:53

那些专门设计天线的,也都是先手工绕好,或者用刀割好形状,测试一下,调试的时候也是和你一样，不行就剪一截或者加一截，切一块补一块的,OK了就按照这个形状量产。就成了商品化了。事实上天线厂里的那些底层搞研发的工程师，几乎连电路都可以不懂的，更不要说那些复杂的高频知识了。
赞楼主肯花时间测试，射频的东西，只有自己测过才知道究竟是怎么回事，究竟效果怎样。

只看该作者 · 2012-5-2 12:53

为了测试天线粗细的差别，刚才我又用计算机数据排线做天线，竟然也能测出26.99的信号强度！只是25.99出现的频率最高而已——这个效果要比商品化天线好点了。估计是因为此时此刻的原因。

只看该作者 · 2012-5-2 13:01

8楼的36.99是笔误，应该是26.99

只看该作者 · 2012-5-10 20:22

感谢表扬俺的朋友，谢谢您们的鼓励。
看来，采用金属导线为天线的缺点是产品外壳不能用金属的而只能采用塑料的。

2万 · 2012-5-10 21:43

本帖最后由 PowerAnts 于 2012-5-10 23:36 编辑

感谢6楼朋友的参与和经验之谈。
我向大家汇报测试结果：
测试工具：用CT35学习板在串口助手中执行AT+CSQ测试指令。
测试过程：
1：先用学习板上自带的商品化天线、在最佳的位置测出最佳的信号强度是：在20.99之25.99 ...
DDDDGGGG 发表于 2012-5-2 12:29

建议中心频率为几何平均值=根号(900*1800)=1272MHz

改错: 红体字部份由"频"改为"心"

2万 · 2012-5-10 21:48

感谢表扬俺的朋友，谢谢您们的鼓励。
看来，采用金属导线为天线的缺点是产品外壳不能用金属的而只能采用塑料的。
DDDDGGGG 发表于 2012-5-10 20:22

金属外壳相当于是地网, 会影响天线阻抗, 可通过调节天线长度匹配

14年前, 俺有一段时间没事就天天背了2米多高的标准天线, 拎着惠普频谱仪和驻波表从工厂2楼爬到6楼玩天线, 电梯也没有.

只看该作者 · 2012-5-11 17:58

我当然要试试14楼的建议。
因为在我发主贴的时候有个送分20的显示，所以，刚才在14楼的“评分”里我就填写了20。可惜超过24小时就无效了。
发帖时候的送分是否与评分是一致的？

只看该作者 · 2012-5-11 18:07

我刚才又看了一下：发该主贴的时候有个“帖子问题分数”的提示——对此，我认为是“送分”
于是，为了14楼的建议，我本想在“评分”中把“帖子问题分数”的20送出去。但是，好像不是我理解的这么回事。
如果是我理解的这回事，那么，当初俺承诺的20分因超过24小时就送不出去了吗？

只看该作者 · 2012-5-12 08:40

昨天看了14楼朋友的建议后，刚才的测试结果如下：
1、上次我已经吧天线长度固定为为55毫米，刚才我测试的结果是：出现27.99的次数比较稳定.
2、把天线减少到54和53毫米出现了几次28.99后，又开始稳定地出现26.99的现象。
3、天线50毫米：27.99与26.99各占一半
4、天线48毫米：28.99多26.99少
5、天线46毫米：28.99多，29.99少
6、天线44毫米：28.99与27.99各占一半
7、天线43和41毫米：26.99多，25.99少
8、天线38毫米：27.99和26.99各占一半
9、天线36毫米：26.99和25.99各占一半
10、天线34毫米同上9
11、天线31毫米：24.99比较稳定
12、天线30毫米：22.99和23.99与24.99轮番出现
13、天线28毫米：22.99比较稳定。
========================
刚才天气的测试条件是：阴或多云，气温23度。
上次我测试的信号最好强度是24.99，今天竟然最好强度到了29.99——可能与今天阴，空气湿度大，有利于无线信号传播有关。

只看该作者 · 2012-5-12 08:45

我认为：信号强度之所以不稳定，与外接变化有关。例如：空中出现了其他强磁场干扰；天空飘来一片云层；空气湿度的减少或增加等等都会倒是信号强度的变化。

只看该作者 · 2012-5-12 19:55

学习了！

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