【案例分享】天線在門鎖行業(yè)的調(diào)試和應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，智能門鎖不僅能夠通過多種方式進行解鎖，如指紋、密碼、遠程控制等，還能實現(xiàn)與其他智能家居設(shè)備的聯(lián)動。為了保障這些功能的順暢運行，智能門鎖內(nèi)部通常會集成特定的通訊模塊（模組）和天線。

安信可為客戶提供一站式物聯(lián)網(wǎng)無線連接解決方案，“模組+天線”方案，讓無線連接更便利。下面以實際案例來說明下天線的調(diào)試過程。

客戶背景

該客戶生產(chǎn)智能安防產(chǎn)品，主要為家用智能門鎖，采用WiFi和BLE通信方式，云端控制，實現(xiàn)遠近程開鎖、報警、看守等功能。

產(chǎn)品主要作為Wi-Fi STA使用，通過云端與手機連接，執(zhí)行開鎖等指令，視頻通話監(jiān)控等功能；連接BLE,實現(xiàn)線下短距離遙控;主要為Wi-Fi高數(shù)據(jù)流吞吐應(yīng)用場景。

客戶需求及分析

由于智能門鎖的空間有限，且為了美觀和安全考慮，天線的設(shè)計需要精巧且與鎖體結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合。智能門鎖的天線是確保其無線通訊功能正常運作的關(guān)鍵組件。

根本實際的產(chǎn)品需求，該客戶前期提出的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格要求：

1、WiFi線長220+320mm（RG178線黑色），BT線長320mm（RF137線黑色）。

2、BT&WIFI天線輻射效率≥40%，隔離度-15dB,增益小于5dBi；

3、802.11b-11Mbps，TRP≥15dBm，TIS≤-80dBm；

4、驗收方式：以O(shè)TA實驗室數(shù)據(jù)為準。

方案設(shè)計

在了解客戶需求后，安信可的工程師了解到客戶的設(shè)計方案是：

① 預(yù)留在顯示屏兩側(cè)設(shè)計兩天線，屏幕為95*57mm,屏幕底下有同長寬的鋰聚合物電池，距離兩側(cè)邊框為8mm，天線實際可用寬度為6.5mm，設(shè)計FPC+cable或PCB+cable形式；

② BT&WIFI天線輻射效率≥40%，隔離度＜-15dB,增益＜5dBi，WiFi線長220+320mm（RG178線黑色，項目階段會調(diào)整線長），BLE線長320mm（RF137線黑色，項目階段會調(diào)整線長）;

③ 視頻分辨率由2K升級為4K，性能要超過以往38%天線輻射效率，保底40%;

而且工程師考慮到在客戶指定的位置，安裝位置較規(guī)整，有非金屬構(gòu)件作為支撐，金屬沒有呈回環(huán)式包裹，符合預(yù)設(shè)天線位置的基礎(chǔ)條件。

然而這里面也存在著一定的風險！

① 屏幕需要做到防塵，天線放置在此處，防塵要付出成本

②鎖體內(nèi)部走線復(fù)雜，WiFi天線還需要設(shè)計防拉拽結(jié)構(gòu)，增加工藝難度

③ 屏幕邊框設(shè)計天線，一般采用PIFA結(jié)構(gòu)，PIFA為減小屏幕影響，通常會選擇接屏幕地，改方案未預(yù)設(shè)接地，即使再調(diào)整，工藝成本會再次加大

方案測試及優(yōu)化

好了，工程師開始干活了！

最開始按預(yù)定方案執(zhí)行的結(jié)果：WIFI天線在500mm線長模擬調(diào)試下，平均效率為37%；BLE天線在150mm線長模擬調(diào)試下，平均效率48%。

如下報告總結(jié)，天線VSWR雖然能調(diào)到＜2.0，由于絕大部分的輻射面被屏幕和電池所吸收，加上cable線較長，實際得到的效率未能達到40%以上

看圖吧

但是，在選型驗證環(huán)節(jié)過程中發(fā)現(xiàn)的問題點，結(jié)合實際情況進行重新選型（工藝、結(jié)構(gòu)），隨著項目進展，線長條件不斷變更，經(jīng)過與客戶的討論，客戶同意在把手上開窗設(shè)計天線。

最終的成果是：天線仍采用FPC+cable結(jié)構(gòu)，開窗面積投影為40*10mm。左右WiFi天線的平均輻射效率均達到42%，BLE天線49%；采用PIFA不接地結(jié)構(gòu)，以減少工藝成本。

安信可依托母公司博安通深耕天線行業(yè)20余年的經(jīng)驗與技術(shù)積累，為客戶提供天線設(shè)計、匹配與射頻調(diào)優(yōu)服務(wù)，保障產(chǎn)品射頻性能。

審核編輯 黃宇