所属方向:L1 天线。不同设备的天线形态差异很大:手机把天线藏在金属边框里,路由器用外置鞭状天线,企业 AP 把多组天线阵列封在吸顶外壳里。本篇解释常见形态和整机的空口测试方法。

PIFA / 单极子 / 偶极子

  • 偶极子(Dipole):两段各约 λ/4 的导体,最基础的平衡天线;路由器外置鞭状天线多为套筒偶极子。
  • 单极子(Monopole):λ/4 导体加地平面镜像,结构简单。
  • PIFA(平面倒 F 天线):贴近地平面的折叠结构,体积小,是手机与笔电内置天线的经典形态。

FPC / LDS / 金属边框天线

  • FPC:天线走线印在柔性电路板上,贴在机壳内侧,适合笔电和平板。
  • LDS(激光直接成型):在塑料件表面用激光活化后电镀出天线图形,可以贴合三维曲面。
  • 金属边框天线:手机的金属中框被分段开缝,直接作为辐射体,由匹配电路和开关调谐到不同频段。

LTCC 片式天线 Chip Antenna

  • 原理:在陶瓷介质中做出的微型天线,利用高介电常数缩短电长度,尺寸只有几毫米,可以像元件一样贴片安装。IoT 模组和小型设备的首选,现在已有覆盖 2.4 / 5 / 6 GHz 的三频产品。代价是效率与带宽受限,且对地平面尺寸和周围器件敏感。

全向与定向天线 Omni / Directional

  • 全向:水平面 360° 均匀覆盖,适合房间中央吸顶的 AP。
  • 定向(扇区 / 贴片阵列):把能量集中到某个方向,适合体育场、仓库通道、室外点对点链路。Cisco 等厂商的 AP 可以在全向、定向与外接天线之间切换。

智能天线与可重构天线 Smart / Reconfigurable Antenna

  • 原理:内含多个天线单元或可切换的寄生单元,由 AP 根据每个终端的位置动态选择方向图(例如 Ruckus BeamFlex),在基带波束成形之外再获得“天线层”的增益和抗干扰能力。

RIS 可重构智能表面

  • 原理:大量可调相位的无源反射单元组成的“智能墙纸”,可以编程改变电磁波的反射方向,为盲区补覆盖。目前仍以学术研究和试验为主。

OTA 空口测试 Over‑the‑Air Testing

  • 原理:在微波暗室中对整机(含天线)测试,不通过线缆连接,更接近真实使用。
  • 关键指标:
    • TRP(总辐射功率):发射功率在全球面积分。
    • TIS(总全向灵敏度):接收灵敏度在全球面的等效值。
    • MIMO OTA:在信道仿真器生成的多径环境中测吞吐。
  • 意义:芯片传导测试漂亮,不代表整机性能好。天线效率、机壳、器件干扰(自扰,Desense)都会在 OTA 中暴露。