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決定無線設(shè)備功耗的因素并不是單一的，首先設(shè)備需要傳輸和接收的數(shù)據(jù)量將功耗的范圍框定在了一個(gè)區(qū)間內(nèi)。考慮到設(shè)備無線網(wǎng)絡(luò)的地理覆蓋面和范圍以及設(shè)備通信時(shí)間與睡眠時(shí)間的比例，根據(jù)設(shè)備實(shí)際使用中的具體情況，功耗也會受很大影響。 無線協(xié)議本身也是影響功耗的因素，有些支持低功率低數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線協(xié)議在設(shè)備上的功耗天然就低一些。比如廣為人知、備受歡迎的無線技術(shù)ＷｉＦｉ，是智能家居和智能建筑應(yīng)用的理想選擇，但對于大多數(shù)低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，這種無線協(xié)議太過耗電。用于短程通信的低功耗藍(lán)牙數(shù)據(jù)速率比ＷｉＦｉ低不少，功耗也低很多。支持物聯(lián)網(wǎng)連接的無線協(xié)議眾多，每種技術(shù)在成本、性能上表現(xiàn)不一，根據(jù)具體應(yīng)用選擇最適合的無線協(xié)議也是降低功耗的重要一環(huán)。 除了上面這些因素，根本上最影響功耗的，還是設(shè)備天線組件的射頻性能。根據(jù)天線理論里最基本的弗里斯傳輸公式，在覆蓋范圍確定的無線鏈路中，從給定發(fā)射功率接收到的功率水平由發(fā)射和接收天線的射頻性能（增益、方向性、阻抗匹配效率、輻射效率）以及兩個(gè)天線之間的偏振匹配效率決定。也就是說，無線鏈路為了達(dá)到一定的接收功率，所需要的發(fā)射功率是由天線性能決定的。天線輻射方向展示了天線在特定方向上的發(fā)射以及接收功率強(qiáng)度，以藍(lán)牙插槽天線為例，其天線輻射在Ｘ－Ｚ平面的增益很低，所以沿該平面方向發(fā)射／接收的功率很小。Ｙ平面的天線輻射增益會明顯大于Ｘ－Ｚ平面，所以當(dāng)該藍(lán)牙天線用于發(fā)射時(shí)，需要將該天線的Ｙ軸指向接收天線，以最大程度地提升輸送到接收天線的功率，并避免天線在Ｘ－Ｚ平面上部署接收天線產(chǎn)生干擾。 作為接收使用，天線也同樣需要將最大增益輻射方向指向入射波的方向。比如車輛與車輛通信時(shí)，天線需要在水平面上用全向輻射，而車輛與衛(wèi)星通信時(shí)則相反，天線則應(yīng)該保持對天空的輻射最大，水平面輻射要極可能小。 天線帶寬與目標(biāo)頻段 天線的ＲＬ表明了最大的被反射功率，剩下的功率會被傳送到天線進(jìn)行發(fā)射，這個(gè)回波損耗定義了天線的帶寬。在為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備選擇天線時(shí)，天線組件實(shí)際的帶寬大于目標(biāo)頻段的帶寬是非常重要的。因?yàn)槔碚撋系膸捲谔炀�組件被集成進(jìn)設(shè)備中后，會因?yàn)楦浇模樱停栽冉Y(jié)構(gòu)發(fā)生阻抗改變，進(jìn)而使頻率發(fā)生改變。 只有在天線的帶寬大于目標(biāo)頻段時(shí)候，回波損耗才可能在天線性能改變后依舊滿足目標(biāo)頻段的性能要求。但是一味地提高天線帶寬又會使組件更容易接收到干擾，所以根據(jù)不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求確定帶寬是保證天線組件穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。 |
