Antenova Inversa SR4L034天線：3G/4G應(yīng)用的理想之選

在當(dāng)今的無(wú)線通信領(lǐng)域，3G和4G技術(shù)仍然扮演著重要的角色。對(duì)于電子工程師而言，選擇一款性能出色的天線至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)詳細(xì)了解一下Antenova的Inversa SR4L034天線，看看它有哪些獨(dú)特的特性和優(yōu)勢(shì)。

文件下載：SR4L034-EVB-4.pdf

一、天線概述

Inversa天線專為3G/4G應(yīng)用而設(shè)計(jì)，既可以作為單天線使用，也適用于MIMO系統(tǒng)。其獨(dú)特的設(shè)計(jì)在于采用了角落放置的方式，這樣的設(shè)計(jì)不僅符合人體工程學(xué)，還能滿足在主機(jī)PCB上共存和最小空間的要求。該產(chǎn)品規(guī)格展示了天線在所有規(guī)定頻率范圍內(nèi)的性能。

二、應(yīng)用場(chǎng)景

這款天線的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，包括4G Mi-Fi路由器、醫(yī)療設(shè)備、平板電腦、OBD2系統(tǒng)、MIMO系統(tǒng)、毫微微蜂窩/微微蜂窩基站以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等領(lǐng)域。

三、基本參數(shù)

1. 頻率范圍

支持698 - 960MHz、1710 - 2170MHz、2300 - 2400MHz和2500 - 2690MHz等多個(gè)頻段。

2. 極化方式

線性極化。

3. 工作溫度

-40°C至140°C，具有良好的溫度適應(yīng)性，適用于各種惡劣環(huán)境。

4. 環(huán)境條件測(cè)試

通過(guò)了ISO16750 - 4 5.1.1.1/5.1.2.1/5.3.2測(cè)試。

5. 阻抗

匹配后阻抗為50Ω。

6. 重量

小于2.5g，重量輕，便于集成到各種設(shè)備中。

7. 天線類型

SMD（表面貼裝器件），方便進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。

8. 尺寸

28.0 x 8.0 x 3.3mm，體積緊湊，節(jié)省空間。

四、RF特性

這些數(shù)據(jù)是在Antenova的評(píng)估PCB（型號(hào)為SR4L034 - EVB - 4）上測(cè)量得到的。從這些數(shù)據(jù)中，我們可以看出該天線在不同頻段都有較好的性能表現(xiàn)。比如在低頻段，雖然峰值增益相對(duì)較低，但平均效率能達(dá)到55%以上；而在高頻段，峰值增益較高，平均效率也能保持在60%左右。

五、RF性能

1. 回波損耗和VSWR

回波損耗和電壓駐波比（VSWR）是衡量天線與傳輸線匹配程度的重要指標(biāo)。較低的回波損耗和VSWR值表示天線與傳輸線的匹配較好，能夠減少信號(hào)反射，提高天線的輻射效率。從前面的表格數(shù)據(jù)可以看出，該天線在各個(gè)頻段的回波損耗和VSWR都在合理范圍內(nèi)。

2. 效率

天線的效率是指天線輻射出去的功率與輸入功率的比值。Inversa SR4L034天線在各個(gè)頻段都有較高的平均效率，這意味著它能夠更有效地將輸入功率轉(zhuǎn)化為輻射功率，提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

3. 天線方向圖

文檔中給出了不同頻段的3D天線方向圖，包括698 - 824MHz（746MHz）、824 - 960MHz（880MHz）、1710 - 2170MHz（1990MHz）、2300 - 2400MHz（2.35GHz）和2500 - 2690MHz（2.6GHz）。通過(guò)這些方向圖，我們可以直觀地了解天線在不同方向上的輻射特性，從而更好地進(jìn)行天線的布局和設(shè)計(jì)。

4. 優(yōu)化天線效率

所有SMD蜂窩天線都需要在主機(jī)PCB上有一個(gè)接地平面，以獲得最佳的輻射效率，特別是在低于1GHz的頻段。理想情況下，天線所需的接地平面長(zhǎng)度應(yīng)大于所使用最低頻率的四分之一波長(zhǎng)。例如，對(duì)于698MHz的頻率，其波長(zhǎng)為： [lambda=frac{c}{f}=frac{3 × 10^{8}}{698 × 10^{6}}=430 mm] 四分之一波長(zhǎng)為107mm。在實(shí)際應(yīng)用中，最佳的PCB長(zhǎng)度應(yīng)略大于四分之一波長(zhǎng)加上天線和凈空區(qū)域的長(zhǎng)度，對(duì)于Inversa天線，最佳PCB長(zhǎng)度為130mm。

六、天線尺寸和引腳定義

1. 天線尺寸

天線的長(zhǎng)度為28.0 ± 0.1mm，寬度為8.0 ± 0.1mm，高度為3.3 ± 0.1mm。-L和-R型號(hào)的尺寸相同。

2. 引腳定義

七、電氣接口

1. 傳輸線

所有傳輸線應(yīng)設(shè)計(jì)為具有50Ω的特性阻抗，并且長(zhǎng)度應(yīng)盡量短。同時(shí)，RF系統(tǒng)的其他部分，如收發(fā)器、功率放大器等，也應(yīng)設(shè)計(jì)為具有50Ω的阻抗?？梢允褂迷诰€傳輸線計(jì)算器工具（如https://blog.antenova.com/rf - transmission - line - calculator）來(lái)設(shè)計(jì)共面?zhèn)鬏斁€，只需輸入PCB厚度、銅厚度和基板介電常數(shù)，工具就能計(jì)算出傳輸線的寬度和軌道兩側(cè)的間隙，以實(shí)現(xiàn)50Ω的阻抗。

2. 匹配電路

天線需要一個(gè)匹配電路，該電路必須針對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化。匹配電路最多需要六個(gè)組件，應(yīng)將其設(shè)計(jì)到主機(jī)PCB中。雖然并非所有組件都可能需要，但建議作為預(yù)防措施包含在內(nèi)。匹配網(wǎng)絡(luò)應(yīng)靠近天線饋電點(diǎn)放置，以確保其在調(diào)諧天線時(shí)具有最佳效果。

八、天線集成指南

1. 天線放置

天線的最佳位置是在PCB短邊的角落。這樣可以使PCB的長(zhǎng)邊作為接地平面，較長(zhǎng)的接地平面可以提高天線的效率。可以使用Antenova的放置工具（https://blog.antenova.com/intelligent - antenna - selection - and - placement - toolantenova）來(lái)獲取天線放置的建議。

2. 主機(jī)PCB布局

主機(jī)PCB必須使用規(guī)定的PCB焊盤(pán)布局進(jìn)行設(shè)計(jì)，并確保有正確的凈空區(qū)域。凈空區(qū)域?qū)τ谔炀€的性能至關(guān)重要，必須在PCB的所有層都予以保證。

3. 主機(jī)PCB凈空

天線周圍的組件和接地走線應(yīng)與天線保持至少15mm的凈空距離。因此，將天線放置在角落可以減少受影響的邊數(shù)。

4. 分集應(yīng)用

Inversa天線適用于分集天線應(yīng)用。要實(shí)現(xiàn)分集天線，可以參考Antenova網(wǎng)站上可下載的《Diversity Antennas應(yīng)用筆記》中的指導(dǎo)。

九、參考板和匹配電路

1. 參考板

Antenova提供用于評(píng)估天線SR4L034 - L的參考板（型號(hào)為SR4L034 - EVB - 4），該參考板包含一個(gè)SMA母接頭?？梢栽贏ntenova網(wǎng)站上訂購(gòu)參考板。

2. 參考板匹配電路

十、焊接和環(huán)保合規(guī)性

1. 焊接

該天線適用于無(wú)鉛焊接。回流焊曲線應(yīng)根據(jù)設(shè)備、烤箱和焊膏進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)要滿足以下條件：

• 對(duì)于有鉛焊接，最高溫度不應(yīng)超過(guò)240oC。
• 對(duì)于無(wú)鉛焊接，允許在255oC的最高溫度下持續(xù)不超過(guò)20秒。
• 在焊接過(guò)程中，天線暴露在超過(guò)120oC的溫度下的次數(shù)不應(yīng)超過(guò)3次。

  2. 環(huán)保合規(guī)性

  天線已通過(guò)RoHS和REACH要求的測(cè)試，可以從Antenova的網(wǎng)站上獲取合規(guī)證書(shū)。

十一、包裝和存儲(chǔ)

1. 最佳存儲(chǔ)條件

• 溫度：-10oC至40oC
• 濕度：小于75% RH
• 保質(zhì)期：24個(gè)月
• 存儲(chǔ)位置：遠(yuǎn)離腐蝕性氣體和直射陽(yáng)光
• 包裝：卷軸應(yīng)存放在未開(kāi)封的密封制造商塑料包裝中
• MSL等級(jí)：1

需要注意的是，由于天線焊盤(pán)可能會(huì)氧化，不建議存儲(chǔ)打開(kāi)的天線卷軸。如果需要短期存儲(chǔ)，建議重新密封裝有天線卷軸的袋子，并按照上述條件進(jìn)行存儲(chǔ)。只要包裝上的工廠密封未被破壞，天線的保質(zhì)期為2年。

2. 膠帶特性、卷軸尺寸、盒子尺寸、袋子屬性和卷軸標(biāo)簽信息

文檔中詳細(xì)給出了膠帶的尺寸參數(shù)、卷軸的尺寸、盒子的尺寸、袋子的屬性以及卷軸標(biāo)簽上的信息，這些信息對(duì)于天線的存儲(chǔ)和運(yùn)輸都非常重要。

Antenova的Inversa SR4L034天線在3G/4G應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢(shì)，包括緊湊的尺寸、良好的RF性能、廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景以及完善的設(shè)計(jì)和使用指南。作為電子工程師，在進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，這款天線值得考慮。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類似天線的設(shè)計(jì)難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。