技术领域
[0001] 本发明涉及通讯设备技术领域,具体为一种增强433天线信号强度的通讯装置和方法。
相关背景技术
[0002] 许多通讯装置,如无线通信设备和智能家居产品的遥控器,在使用金属外壳或边框作为设计元素时,可能面临天线集成的挑战。由于金属对电磁波的反射和吸收特性,在金属结构上集成天线通常会降低信号的辐射效率,影响通信性能。
[0003] 现有技术中,装置受结构空间、产品外壳的材质的影响,天线要足够的长,金属外壳对天线有屏蔽效果,设备的无线信号传输会受到显著影响,导致通信距离缩短、信号强度降低,甚至完全丧失连接。传统解决方案通常涉及在外部加装天线,这不仅增加了设计复杂度,也可能破坏产品的整体美观。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。实施例一:
[0019] 请参阅图2和图3,一种增强433天线信号强度的通讯装置,包括装置本体1,所述装置本体1的正面设置有显示面板2以及操作面板3,所述装置本体1的外部为金属外壳4,所述装置本体1背面的内部两侧均设置有金属边框5,所述金属边框5的内部设置有位于装置本体1内部的安装板6;所述安装板6的表面设置有电路板7,所述电路板7上设置有433芯片9,所述433芯
片9的一端设置有433天线模组10,所述433天线模组10的一端设置有焊盘11,所述焊盘11的内部螺纹连接有连接螺丝12,所述连接螺丝12的一端螺纹连接固定在金属边框5的表面。
[0020] 所述安装板6用于安装显示面板2、操作面板3以及电路板7,所述电路板7与显示面板2、操作面板3进行电性连接。
[0021] 所述安装板6基于螺丝帽8与电路板7进行固定,所述螺丝帽8的设计数量为三个,三个螺丝帽8均位于电路板7的边角处。实施例二:
[0022] 请参阅图1,一种增强433天线信号强度的方法,基于实施例一所述的通讯装置进行设计,包括以下具体步骤:S1、设计和优化金属边框的尺寸和形状。
[0023] 其中,尺寸确定:对于433 MHz信号,理想边框长度为波长的一半,根据装置尺寸调整边框长度至最接近的实际尺寸;形状设计:使用电磁仿真软件,如ANSYS HFSS或CST Microwave Studio进行初步
设计,输入设计参数,如边框长度、宽度、厚度和材料电性能;
进行仿真:观察不同形状,如直角、圆角,和厚度对辐射模式和带宽的影响,调整边框的弯曲角度和断面形状,优化天线的辐射效率和阻抗匹配。
[0024] 完成设计和优化金属边框的尺寸和形状后,制作金属边框的样品,并在实验室环境中测试其性能,使用网络分析仪检测其S参数,即反射和透射系数,以评估阻抗匹配;根据测试结果调整设计参数,微调边框尺寸或形状,以优化天线的整体性能。
[0025] S2、PCBA设计与金属边框的集成。
[0026] 其中,该步骤进一步包括:PCBA布局设计。
[0027] 在金属边框接触区设计焊盘,焊盘应暴露在电路板的外层,大小和形状要与连接螺丝匹配,以确保良好的电气接触。连接螺丝必须具有良好的电导性,通常选择铜或镀锡铜螺丝,以确保从天线到边框的低阻抗路径。
[0028] 螺丝安装与焊接。
[0029] 使用镀锡铜的连接螺丝通过焊盘安装到金属边框上,选择合适的连接螺丝尺寸和类型,确保其能够在安装时穿透焊盘并与金属边框形成良好接触;连接螺丝安装前,对焊盘进行焊接处理,焊锡充分覆盖焊盘。
[0030] 电性连接与测试。
[0031] 在连接螺丝安装后,使用万用表检测PCBA与金属边框之间的电阻,确认连接的电阻足够低;进行功能测试,包括发送和接收测试,确保天线的工作频率和效率达到设计要求。
[0032] S3、信号匹配与调试。
[0033] 金属边框作为天线使用时,其效果受到阻抗匹配的影响。阻抗不匹配会导致信号反射和传输损失,影响信号的有效范围和质量。为了优化信号效果,需要对天线系统进行调试,包括调整匹配网络。
[0034] 其中,利用网络分析仪测量天线的反射系数,并根据测量结果调整匹配网络,直到达到最佳的阻抗匹配;需要多次迭代测试和调整,每次调整后都需要重新测量天线参数,确保每次修改
都朝着提高性能的方向发展。
[0035] S4、最终整体测试和验证。
[0036] 其中,设计和调试完成后,验证433 MHz信号的覆盖范围和稳定性符合产品规格要求;测试包括在不同环境如室内、室外、不同材质的障碍物干扰下的信号强度和传输质量;进行电磁兼容性测试,确保设计的金属边框天线不会对装置内部的其他电子元件
产生干扰,同时也能够抵抗外部干扰,包括但不限于测试辐射干扰和抗干扰能力。
[0037] 为了全面评估天线的性能和设备的功能,可以使用专业的测试设备和方法,如使用频谱分析仪监测433 MHz频率上的信号强度和质量,以及使用场强仪测量特定距离上的场强值。
[0038] S5、产品迭代与优化。
[0039] 基于初次设计验证的结果,需要对产品设计进行迭代修改。这可以是对金属边框尺寸的微调,PCBA上的连接点改动,或是阻抗匹配网络的再次优化。每一次的设计修改都应伴随着全面的测试和验证,确保每次迭代都实际改善了产品的性能和可靠性。
[0040] 此阶段还应包括用户试用反馈的收集,特别是在实际使用环境中的表现,如信号的稳定性和覆盖范围。用户反馈可以提供实际使用情况下的宝贵信息,对进一步的产品优化至关重要。
[0041] 本发明的有益效果是:该增强433天线信号强度的通讯装置和方法,通过合理设计焊盘、选择合适的连接螺丝,并确保连接螺丝与金属边框的良好电气接触,确保了433天线模组与电路板的可靠连接,消除了对外部天线的需求,简化了设备设计,减少信号损耗,保证了装置的外观整洁。
[0042] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0043] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。