物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展離不開無(wú)線通信技術(shù)，無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越追求低功耗、長(zhǎng)距離，這些都離不開天線技術(shù)。本文主要厘清天線幾個(gè)基本概念。
天線的原理
天線的原理是利用高頻交變電流，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變成的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，不斷激發(fā)形成無(wú)線電磁波傳輸。
功率單位dBm
dbm翻譯成中文是分貝毫瓦，是一個(gè)表示無(wú)線功率的絕對(duì)值。它的數(shù)值是以1mw功率為基準(zhǔn)的一個(gè)比值。計(jì)算公式如下：dbm=10log（p/1mw）。比如：WIFI路由器的功率是100mw，那么它的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度就是20dbm。
例如CC2642芯片的最大發(fā)射功率是5dBm，換算成毫瓦即 10^0.5=3.1mW；nRF52840最大發(fā)射功率8dBm，即6.3mW。0dBm對(duì)應(yīng)1mW
常見(jiàn)
均向輻射體
各向同性輻射體 (英文名：isotropic antenna)是電磁波或聲波的理論點(diǎn)源，其在所有方向上輻射相同強(qiáng)度的輻射。它沒(méi)有首選的輻射方向。它在以輻射源為中心的球體上向各個(gè)方向均勻輻射。
現(xiàn)實(shí)中并不存在理想的輻射點(diǎn)源，但是一些尺寸比較小的天線在較遠(yuǎn)的距離上可以看作均向輻射體。
雙偶極子天線
偶極子天線（英文名：Dipole antenna或doublet）由一對(duì)對(duì)稱放置的導(dǎo)體構(gòu)成，導(dǎo)體相互靠近的兩端分別與饋電線相連。 用作發(fā)射天線時(shí)，電信號(hào)從天線中心饋入導(dǎo)體；用作接收天線時(shí)，也在天線中心從導(dǎo)體中獲取接收信號(hào)。偶極子天線是在無(wú)線電通信中，使用最早、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的一類天線。
天線效率
理想的天線可以將所有能量發(fā)射出去，實(shí)際中的天線可能由于阻抗匹配等原因，只能發(fā)射一部分能量，另一部分損耗了。天線效率指的是天線發(fā)射出去的功率占輸入功率的比例，總是小于100%。
天線增益
不同的天線其波束形狀各不相同，天線增益是描述天線方向性+天線效率的一個(gè)綜合指標(biāo)。天線增益定義為在信號(hào)最強(qiáng)的方向上，信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度，與相同功率驅(qū)動(dòng)的理想均向輻射體的信號(hào)強(qiáng)度的比值(dBi)，或者與相同功率驅(qū)動(dòng)的雙偶極子天線在最強(qiáng)方向上信號(hào)強(qiáng)度的比值(dBd)。
理想的雙偶極子天線增益為2.15dBi，因此Gain(dBd)=Gain(dBi)-2.15
天線增益可以很大，也可以很小，主要取決于天線的方向性，以及天線效率。
天線測(cè)試報(bào)告示例
例如下圖是一個(gè)典型板載偶極天線的測(cè)試報(bào)告，可以看到，天線效率是43%，天線增益是3.43dBm。此天線有方向性，在最強(qiáng)的方向上，其發(fā)射功率比理想均向輻射體強(qiáng)大約一倍多，但是更多的方向上要比均向輻射體弱。
信號(hào)傳輸距離
關(guān)于BLE設(shè)備信號(hào)傳輸距離的估算，官方網(wǎng)站給出了一個(gè)估算器，結(jié)合模式，發(fā)送功率，天線增益，可以計(jì)算出通信距離范圍
一些參考文章
https://new.qq.com/omn/20210404/20210404A027J400.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/360479857
https://zhuanlan.zhihu.com/p/367186279
https://www.antenna-theory.com/cn/basics/gain.php
