智能产品开发选择什么类型的天线？

物联网、智能硬件产品，要联网传输数据，都需要有天线。

随着移动通信的迅速发展，越来越多的业务将通过无线电波的方式来进行，有限的频谱资源面对着越来越高的容量需求的压力。

空间越小、频段越多，天线设计越复杂。

常用天线，按照使用场景分类，主要有以下几种：

大尺寸产品，用外置天线

外置天线一般都是标准品，买频段合适的，无需调试，即插即用。

例如快递柜、售货机这些，普遍使用磁吸的外置天线，吸在铁皮外壳上即可。

这些天线不能放在铁皮柜里面，金属会屏蔽天线信号，所以只能放在外面。

好处是使用方便、价格便宜，坏处是不能用在小尺寸产品上。

磁吸外置天线，SMA接头

低频通信，用外置天线

天线的长度大约是电磁波波长的1/4，所以信号频率越低，天线的长度越长。

因此100MHz左右的FM收音机需要长杆天线，400MHz左右的对讲机，也需要用外置长杆天线。物联网常用的433MHz的无线串口，通常也用外置天线。

天线做的更短，如1/8波长或1/16波长，也能用，只是效率会下降。某些设备会采用“短天线+LNA”的方式，也能达到长天线的接收效果。

但是短天线要达到长天线的发射效果，就需要提升发射功率了，因此对讲机需要发射信号，都是长的外置天线，而FM收音机只收不发，有内置接收天线。

高频信号，可以用内置天线

例如2G（900MHz）、4G（700-2600MHz）、WIFI和蓝牙（2.4GHz）、GPS（1.5GHz），这些常用的物联网通信方式，可以做内置天线。

对于手持机、穿戴设计、智能家居等小尺寸产品，很少使用外置天线，普遍采用内置天线。

集成度高，产品外观更美观，性能比外置天线略弱一点。

手机内置天线（黄色部分）

主流内置天线，种类和特性

内置天线主要有：陶瓷天线、PCB天线、FPC/钢片天线、LDS天线

• 陶瓷天线

陶瓷天线，在物联网产品中用的最多的，就是GPS天线和蓝牙天线了。

优点是：占用空间很小、性能比较好。

缺点是：很难做到多频段，因此难以应用在4G类产品中。对电路板净空要求比较高，不适用于特别紧凑的产品。

GPS、蓝牙和GSM陶瓷天线

• PCB天线

上面讲了，天线就是一根特定长度的导线。这根线也可以画在PCB板上，这就是PCB天线。如下图金色蛇形部分。

PCB天线大量应用于蓝牙模块、WIFI模块、ZIGBEE模块等单一频段的模块电路板上。

优点：几乎不需要成本，一次调完就无需再次调试。

缺点：只适合单一频段，如蓝牙，wifi。不同批次的PCB天线性能会有一定偏差。

蓝牙模块的板载天线（金色蛇形部分）

• FPC/钢片天线

钢片和FPC，相当于把PCB板上的天线线路拉出来，用其他外部的金属来做天线。

通常用于频段复杂的中低端手机和智能硬件产品里。

优点：适用于几乎所有的小型电子产品，能够做4G这样的十多个频段的复杂天线，性能好，成本也比较低。

缺点：需要根据每一款产品单独调试。

钢片天线和FPC天线

• LDS天线

LDS天线是FPC天线的进化版。空间利用率极高。

钢片天线是冲压出来的，必须要做到平整，不能冲压出来复杂的形状。

FPC天线是一整块平面，虽然能弯折，但是也不能做的太复杂。

在4G手机时代，天线频段特别多，产品内部空间非常紧凑，很难找到一大块平整的平面给天线。于是LDS天线诞生了：通过激光把天线的图形雕刻出来。

优点：可以充分利用立体空间的中的各种不规则的面，缩小天线体积。

缺点：贵。比FPC天线要贵一个数量级。且对产品外表面的工艺也有很多特殊要求。

LDS天线

总结

成本：PCB天线 >钢片天线 >FPC天线 >外置天线 >陶瓷天线 >LDS天线

性能：外置天线>内置天线（各类内置天线性能类似）

空间：LDS最小，外置天线最大

要根据物联网和智能硬件产品的频段需求、外观需求、成本要求来选择合适的天线。