关于LoRa天线匹配及布板的学习

天线作为无线局域网应用中不可缺少的部分，在不同应用中会有不同的要求。天线为终端设备配套了全系列的天线，提供丰富的安装模式，实现简便快速安装，可以涵盖室外或室内各种应用场景。

LoRa 是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。

LoRa技术与其他无线技术对比

目前，LoRa 主要在全球免费频段运行，包括433、868、915 MHz等。

LoRa技术具有远距离、低功耗（电池寿命长）、多节点、低成本的特性。

LoRa 网络主要由终端（可内置 LoRa 模块）、网关（或称基站）、Server 和云四部分组成。应用数据可双向传输。

随着LoRa技术在业内的持续发热，加上其独特优越的传输性能，运用LoRa技术的群体正在爆发式的增长，由于很大部分群体对LoRa等射频技术均是初次接触，在做产品的过程中，通常会遇到棘手的射频电路设计问题，其实只要掌握几大要点，就基本可以发挥LoRa的性能。

要点一、匹配电路设计

要点二、微带线走线规则

要点三、LoRa模块邮票孔式天线接口

要点四、PCB铺地要求

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我们遇到过很多这样的情况：用户将我们的模块用到产品上，产品程序上使用与我们评估板一样的配置参数，并使用我们评估板上的天线，通信效果却明显比我们的评估板差很多。与通信距离相关的无非就发射功率、接收灵敏度和天线这三个关键参数，其中前面两个参数在我们模块出厂家时有测试过的，不合格的产品是当废品处理掉的，而天线是因用户的设计不同而不同。影响通信的距离主要就是天线这个参数，其它两个参数几乎不会因用户的板子不同而发生较大的变化。在空气中，频率为470MHz的电磁波波长为63CM，若设计一款标准的半波偶极子天线，则这款天线至少为半个波长，即31.5CM。实际应用中，绝大部分的产品并没有给天线设计预留这么大的空间，所以普遍采用弹簧天线。使用这种弹簧天线时，天线接在不同的板子上，其性能参数是不一样的。这是因为这种类型的天线，弹簧只是整个天线的一部分，另一部分是电路板上的地，故在电路铺地的时候就得有讲究了，总原则就是：一是要尽可以使天线垂直电路板安装，二是要使铺地的铜块尽量大并且连续，并依靠密集的过孔来使正反两面的铺地连续也是可行的。

要点五、天线安装规范

在所有硬件参数调整好后，天线的安装也是关键一步，天线辐射是有方向性的，并不是每个方向辐射相等的能量，如同我们讲话一样，有的方向听到的声音强，有的方向弱。安装天线的时候，需要将天线辐射最强的方向对准接收的天线，接收天线才可能获得最强的接收信号，要做到这一点，必须先知道天线的辐射方向才行。

在没有暗室等专业天线测试实验室的情况下，那如何测试天线的辐射方向呢?我们可以在最终确定产品后，让其连续不断发送数据，并用频谱分析仪测试离产品一定距离的信号强度，旋转被测试的产品，并记录各个方向的信号强度，从而可以绘制出产品的天线辐射大致方向图。