無線模組的天線選擇

天線本質上就是一段暴露於空間中的導體。輸入天線的電能會以特定頻率的電磁波形式輻射至自由空間，在無線裝置與遠端的通訊對象之間搭起橋樑。天線是 RF 發射與接收模組最重要的元件之一，效能良好的天線能大幅提升無線模組的傳輸距離與訊號強度，因此為無線模組選擇合適的天線非常重要。

為開發中的無線應用挑選最合適的天線時，有幾項關鍵因素：

每款無線模組都有各自的工作頻率，例如 433MHz、700MHz、868MHz、1900MHz、2100MHz、3500MHz、5200MHz 等；天線同樣有其工作頻段。天線的頻段必須與無線模組的頻段相容，否則無線模組整體的發射和／或接收效率會非常差。頻段不符會使天線的輻射範圍縮小，進而導致傳輸距離變短。Santa Fe 提供全系列天線，可搭配 Sierra Wireless、Mediatek、Telit、Huawei、Gemalto、uBlox 與 ZTE 等廠牌的模組，支援 5G、LTE、ISM、Wi-Fi 頻段。

輻射效率是描述天線發射與接收 RF 訊號效率的重要參數，定義為天線輻射的總功率與自訊號源接收的總輸入功率之比。輻射效率高的天線能有效地將輸入功率輻射至自由空間；輻射效率低時，輸入功率大多會因天線內部的損耗而耗散，例如金屬傳導損耗、介電損耗與磁損耗。輻射效率 100% 代表所有未被反射的功率都輻射至自由空間。

輻射場型呈現輻射的方向特性，也就是哪些方向輻射較強、哪些方向較弱。這項資訊有助於在現場應用時正確調整天線方向。線型天線的 RF 效能最佳，與其他天線相比，通常具有良好的天線效率與優異的指向性。指向性天線則廣泛用於多數電信業者的行動通訊基地台或區域網路訊號放大器。

增益值是天線非常重要的參數，單位為 dBi，且增益值為正值。增益值越高，增益效果越強。

VSWR 是駐波波腹電壓振幅與波谷電壓之比，又稱駐波係數或駐波比，主要用來描述天線的匹配程度。VSWR 等於 1 時，表示饋線與天線的阻抗完全匹配，是最理想的情況；VSWR 大於 1 時，表示部分電波會被反射回來並轉為熱能，使饋線發熱。如今在電波暗室中掃描天線效率已更加方便、成本也更低，比起單純比較 VSWR，天線效率已成為更重要的指標。

每種應用都有其獨特的工作環境或安裝限制，因此所用的天線也會隨之不同。若環境惡劣且干擾源眾多，無線裝置的效能會受到負面影響，這類環境建議使用高增益外接天線，例如棒狀天線、吸盤天線與八木天線。高增益天線可提升抗干擾能力。若無法使用外接天線，PCB（FR4）或軟性 PCB（FPC）內建天線會是可行的選擇。天線所在位置越「淨空」，訊號傳輸效果越好，預期的傳輸距離也越遠。天線周圍應保持開闊，並與金屬、建築物及其他干擾源保持距離，也就是留出「淨空區」（keep out）。