L000503-xx 450 MHz LTE天线技术解析与应用指南

描述

TE Connectivity (TE) Linx Technologies L000503-x单频带单极LTE/5G天线采用紧凑型螺旋天线,适用于嵌入式LTE/5G应用。该天线的工作频率范围为450MHz至467.5MHz,效率高达22.5%。该系列提供耐用而灵活的主轴,性能优于类似的多频段解决方案,可抑制不需要频率的信号。TE Linx Technologies L000503-x单频带单极LTE/5G天线非常适合用于LTE/5G NR频段72和73、手持式设备以及物联网(IoT)应用。

数据手册:*附件:TE Connectivity , Linx Technologies L000503-x单频带单极LTE,5G天线数据手册.pdf

特性

  • 优于类似的多频段解决方案
  • 耐用、灵活的主轴
  • 宽带宽
  • 螺旋天线
  • 经济、坚固的结构

尺寸(mm)

单极

L000503-xx 450 MHz LTE天线技术解析与应用指南

一、产品概述与核心特性

TE Connectivity推出的‌L000503-xx系列‌(ANT-450-CW-RCS-xx)是一款专为450 MHz频段设计的单频带单极LTE/5G天线。该系列天线具有坚固耐用、成本低廉且易于安装的特点,采用直接通过6-32UNC螺钉安装到印刷电路板(PCB)的嵌入外壳式设计,通过省去塑料外壳和PCB上的RF连接器需求,实现了低成本与高性能的完美平衡。

核心优势特征

  • 单一频带设计‌:相比多频带天线,在目标频带内提供更优越的性能,并能有效抑制非期望频率的信号干扰
  • 优异的电气性能‌:在450-467.5 MHz工作频段内,电压驻波比(VSWR)小于2.5:1,阻抗标准为50 Ω
  • 辐射效率表现‌:在450 MHz、460 MHz和467.5 MHz三个关键频率点分别达到20%、22.5%和21%的辐射效率
  • 机械可靠性‌:工作温度范围覆盖-20至+65°C,适应各种严苛环境

二、详细技术规格分析

电气参数深度解析

根据数据手册提供的技术规格,L000503系列天线在电气性能方面表现出色:

L000503-01型号参数:

  • 频率范围:450 MHz至467.5 MHz
  • 峰值增益:-3.5 dBi
  • 平均增益:-6.7 dBi
  • 极化方式:线性
  • 辐射模式:全向性
  • 最大功率:5W
  • 波长配置:1/4波长设计

性能曲线关键解读

VSWR与反射功率特性
从VSWR曲线分析可见,在450 MHz至466 MHz的核心工作频带内,VSWR值维持在较低水平。具体表现为:

  • VSWR在目标频段内保持稳定,确保信号传输效率
  • 反射功率百分比始终控制在较低范围,减少能量损耗

增益性能表现

  • 峰值增益曲线‌:在目标频段内保持相对稳定,确保信号的可靠传输
  • 平均增益特性‌:综合考虑三维空间内的天线增益分布,提供整体性能评估

辐射效率分析
辐射效率曲线清晰展示了天线在不同频率下的能量转换效率,在450-467.5 MHz范围内维持较高水平,这对物联网设备的续航能力至关重要。

三、应用场景与选型指南

目标应用领域

该天线系列特别适用于:

  • LTE/5G NR频段72和73‌的通信需求
  • 手持设备‌的无线连接解决方案
  • 物联网(IoT)设备‌的嵌入式天线应用

型号选择建议

L000503-01‌:配备SMA插头(公针),适用于标准连接需求
L000503-02‌:配备RP-SMA插头(母座),满足特殊接口要求

四、设计注意事项与安装建议

关键设计考量

  1. 匹配网络优化‌:建议使用适当的地网配置,确保天线性能最大化
  2. 防水防护‌:推荐使用O型圈进行密封,但不能保证IP防护等级
  3. 机械安装‌:采用6-32UNC螺钉直接固定到PCB,简化安装流程

性能保障措施

  • 确保安装位置远离金属干扰源
  • 合理布局PCB接地层,优化天线性能
  • 注意保持天线周围的最小净空区域

五、天线技术理论基础

重要参数定义与计算公式

电压驻波比(VSWR)
VSWR描述从天线反射回无线电的功率,较低值表明在给定频率下天线性能更好。相关计算公式:
VSWR = (10^(Return Loss/20) + 1) / (10^(Return Loss/20) - 1)

回波损耗(Return Loss)
回波损耗表示由于反射信号而导致天线处的功率损耗,以分贝测量。较低值表示在给定频率下性能更好。计算公式:
Return Loss = -20 × log₁₀((VSWR - 1)/(VSWR + 1))

增益换算关系

  • Gdb = 10 × log₁₀(G) (线性增益与对数增益转换)
  • GdBd = GdBi - 2.15 dB (各向同性增益与偶极子增益关系)

六、测试与验证建议

性能验证方法

  1. VSWR测试‌:使用网络分析仪验证天线在工作频段内的匹配状况
  2. 辐射模式测量‌:通过天线测试场地验证三维辐射特性
  3. 环境适应性测试‌:在不同温度条件下验证性能稳定性

常见问题排查

  • 高VSWR值‌:检查匹配网络和安装位置
  • 增益不足‌:验证地网配置和周围环境
  • 效率下降‌:排查材料损耗和连接质量
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