天线在门锁行业的调试和应用

时间： 2024-06-28 来源：安信可科技公众号

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随着科技的发展，智能门锁不仅能够通过多种方式进行解锁，如指纹、密码、远程控制等，还能实现与其他智能家居设备的联动。为了保障这些功能的顺畅运行，智能门锁内部通常会集成特定的通讯模块（模组）和天线。

安信可为客户提供一站式物联网无线连接解决方案，“模组+天线”方案，让无线连接更便利。下面以实际案例来说明下天线的调试过程。

客户背景

该客户生产智能安防产品，主要为家用智能门锁，采用WiFi和BLE通信方式，云端控制，实现远近程开锁、报警、看守等功能。

产品主要作为Wi-Fi STA使用，通过云端与手机连接，执行开锁等指令，视频通话监控等功能；连接BLE,实现线下短距离遥控;主要为Wi-Fi高数据流吞吐应用场景。

客户需求及分析

由于智能门锁的空间有限，且为了美观和安全考虑，天线的设计需要精巧且与锁体结构紧密结合。智能门锁的天线是确保其无线通讯功能正常运作的关键组件。

根本实际的产品需求，该客户前期提出的产品技术规格要求：

1、WiFi线长220+320mm（RG178线黑色），BT线长320mm（RF137线黑色）。

2、BT&WiFi天线辐射效率≥40%，隔离度-15dB,增益小于5dBi；

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

4、验收方式：以OTA实验室数据为准。

方案设计

在了解客户需求后，安信可的工程师了解到客户的设计方案是：

① 预留在显示屏两侧设计两天线，屏幕为95*57mm,屏幕底下有同长宽的锂聚合物电池，距离两侧边框为8mm，天线实际可用宽度为6.5mm，设计FPC+cable或PCB+cable形式；

② BT&WIFI天线辐射效率≥40%，隔离度＜-15dB,增益＜5dBi，WiFi线长220+320mm（RG178线黑色，项目阶段会调整线长），BLE线长320mm（RF137线黑色，项目阶段会调整线长）;

③ 视频分辨率由2K升级为4K，性能要超过以往38%天线辐射效率，保底40%;

而且工程师考虑到在客户指定的位置，安装位置较规整，有非金属构件作为支撑，金属没有呈回环式包裹，符合预设天线位置的基础条件。

然而这里面也存在着一定的风险！

① 屏幕需要做到防尘，天线放置在此处，防尘要付出成本

②锁体内部走线复杂，WiFi天线还需要设计防拉拽结构，增加工艺难度

③ 屏幕边框设计天线，一般采用PIFA结构，PIFA为减小屏幕影响，通常会选择接屏幕地，改方案未预设接地，即使再调整，工艺成本会再次加大

方案测试及优化

好了，工程师开始干活了！

最开始按预定方案执行的结果：WIFI天线在500mm线长模拟调试下，平均效率为37%；BLE天线在150mm线长模拟调试下，平均效率48%。

如下报告总结，天线VSWR虽然能调到＜2.0，由于绝大部分的辐射面被屏幕和电池所吸收，加上cable线较长，实际得到的效率未能达到40%以上.

看图吧

但是，在选型验证环节过程中发现的问题点，结合实际情况进行重新选型（工艺、结构），随着项目进展，线长条件不断变更，经过与客户的讨论，客户同意在把手上开窗设计天线。

最终的成果是：天线仍采用FPC+cable结构，开窗面积投影为40*10mm。左右WiFi天线的平均辐射效率均达到42%，BLE天线49%；采用PIFA不接地结构，以减少工艺成本。

安信可依托母公司博安通深耕天线行业20余年的经验与技术积累，为客户提供天线设计、匹配与射频调优服务，保障产品射频性能。

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2024-11-07 - 产品代理服务技术支持采购服务

【元件】体积小、功耗低、高度集成的NB-IoT模组，各种无线环境下保持优异的通信性能和稳定性

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2023-09-07 - 器件选型

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2024-09-30 - 技术问答代理服务技术支持采购服务

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2024-07-03 - 产品代理服务技术支持采购服务