数传模块内置天线和外置天线在设计、性能和应用场景上存在显著差异。
内置天线通常集成在模块内部，体积小、重量轻，非常适合需要紧凑设计的应用场景，如无人机控制链路、无线数据监控等。内置天线的优点包括不易损坏、功耗低、抗干扰能力强，且对人体辐射较小。然而，内置天线的传输距离相对较短，一般适用于近距离通信，例如空旷场地的传输距离通常为100米左右。此外，内置天线的增益较低，通常在1-1.5 dBi之间。
相比之下，外置天线则具有更高的增益和更长的传输距离。例如，外置天线版本的PW-Link数传模块经过测试，传输距离可达450米。外置天线的增益通常在2-5 dBi之间，这意味着其信号强度和覆盖范围显著优于内置天线。外置天线还具有可调性，可以根据实际需求进行调整，以优化通信范围和性能。然而，外置天线也存在一些缺点，如易受环境影响和损坏的风险较高。
在使用场景上，内置天线更适合于需要紧凑设计和低功耗的应用，而外置天线则适用于对传输距离和信号强度有较高要求的场合。此外，在PCB布局方面，内置天线需要避免铜或其他金属靠近天线以防止干扰，而外置天线则需要远离噪声源和数字信号，并可能需要匹配网络来优化阻抗并最小化返损。
内置天线和外置天线各有优缺点，选择哪种类型的天线应根据具体应用场景和需求来决定。
一、 数传模块内置天线和外置天线在抗干扰能力方面的对比
数传模块内置天线和外置天线在抗干扰能力方面的具体比较如下：
1. 外置天线：
外置天线通常具有更强的抗干扰能力。这是因为外置天线能够更好地抵御外部电磁干扰，保持信号的稳定性。
在一些特定应用中，例如使用了集成抗干扰模块和阵列天线功能的外置天线，可以有效增强抗干扰能力，甚至在复杂样式下具有压制式的抗干扰功能。
外置天线在设计时通常会采取必要的屏蔽措施，以避免有用频段的干扰信号，并确保外部射频缆线远离所有干扰源，如高速数字信号及开关电源等。
2. 内置天线：
尽管内置天线在抗干扰能力上可能略逊于外置天线，但现代技术已经采取了一系列措施来提高其稳定性和抗干扰能力。例如，采用高质量的材料和先进的设计技术来增强其性能。
内置天线的设计通常更加紧凑，适用于超薄设备，如手机。例如，PIFA天线由于其结构特点，在抗干扰能力上表现较好，但其应用受到厚度限制。
在某些情况下，内置天线通过优化设计和使用高质量的材料，也能达到较高的抗干扰性能。例如，某些内置天线在特定频段下具有较强的抗干扰能力。
外置天线在抗干扰能力方面通常优于内置天线，但内置天线通过现代技术的进步也能达到较高的抗干扰水平。
二、 如何选择数传模块的内置天线或外置天线?
在选择数传模块的内置天线或外置天线时，需要根据不同的应用场景来决定。以下是详细的分析：
- 小体积便携应用：对于小型便携式应用，建议使用半波偶极子天线。这种天线体积较小，适合安装在小型设备上，如无人机等。半波偶极子天线具有较好的传输性能，适用于机载端和地面端，可以实现较远的传输距离。
- 超远距离传输：如果追求超远传输距离，推荐使用八木天线。八木天线相比偶极子天线拥有更高的增益，但其指向性较强，因此需要配合自动天线跟踪系统(AAT)来达到最佳效果。
- 信号覆盖范围和方向：外置天线可以根据设备的信号覆盖需求选择合适的类型，如全向天线或定向天线。全向天线适用于需要均匀覆盖各个方向的应用场景，而定向天线则适用于需要特定方向信号覆盖的场景。
- 性能调节和美观性：外置天线的角度可以调节，以改善某些角度的信号强度，但不当摆放可能会影响性能。而内置天线则无需调节，且设备外观更加简洁美观。
- 环境影响：外置天线受周围环境影响较大，通常需要根据具体环境定制。内置天线则相对不受环境影响，但性能差异不大，一般在1-3%之间。
三、 数传模块内置天线和外置天线的功耗对比
数传模块内置天线和外置天线的功耗对比主要体现在以下几个方面：
- 内置天线：通常设计较为紧凑，功耗相对较低，因为天线与模块紧密集成，减少了信号传输损耗。这种设计适合小型设备，功耗在正常工作时较为稳定。
- 外置天线：虽然可以提供更好的信号强度和覆盖范围，但通常需要额外的功率来驱动外置天线，尤其在长距离传输时。外置天线可能还会因为布线和连接不良等因素导致额外的能耗。
内置天线在小型、低功耗应用中更具优势，而外置天线则适合需要强信号和广泛覆盖的场景，但可能会增加功耗。选择时需根据具体应用需求权衡。
四、 外置天线的可调性如何影响通信性能?
外置天线的可调性对其在不同环境下的通信性能有显著影响。首先，可调性允许天线根据外界环境实时改变其电参数，从而在不同的工作模式之间灵活切换，这增加了系统的灵活性、高效性和多功能性。例如，频率可重构天线能够实现频谱的高效利用，适应不同的通信需求。
此外，可调性还意味着天线可以根据环境和工作需求进行智能化和自适应调整，如智能手机、物联网和5G等技术的发展要求天线具备更高的智能化和自适应性能。这种自适应能力使得天线能够在不同的通信环境中保持最佳性能，例如在室外环境下，天气、温度和湿度等因素对毫米波天线的工作性能有重要影响。
另外，伞状可展开天线的设计也展示了天线在极端环境下的适应性。例如，“嫦娥4号”中继星的伞状可展开天线通过缓释弹簧分布式驱动展开技术，在超低温环境下保持可靠性和稳定性。这种设计提高了天线在轨环境的适应能力，确保了其在恶劣环境中的正常工作。
五、 在PCB布局中，如何优化内置天线和外置天线以减少干扰？
在PCB布局中，优化内置天线和外置天线以减少干扰并提高通信效率需要综合考虑多个因素。以下是一些关键的优化措施：
1. 内置天线的优化：
- 放置位置：建议将内置天线放置在电路板的边缘或角落位置，避免将其放置在电路板中间或被导体包围。这样可以减少对天线性能的不利影响，并确保天线能够有效地接收和发送信号。
- 净空处理：在天线区域附近需要进行净空处理，避免有过多的导体或组件干扰天线信号。
- 堆叠结构：合理选择PCB板的堆叠结构和材料参数，以减少对天线性能的不利影响。
2. 外置天线的优化：
- 端口靠近：将外部天线端口与模块的RF-IN端口尽可能靠近，并保持50欧姆阻抗，以避免干扰。
- 馈电点靠近：如果无法将PCB天线放置在电路板上，则应确保至少有15毫米的间隙，并将天线馈电点尽可能靠近电路板。
- 外壳干扰：考虑天线外壳对产品干扰的影响，并进行射频验证，以确保产品的实际射频性能。
3. 整体布局原则：
- 敏感信号和引脚：敏感信号应置于内层，敏感引脚应有接地区域。这有助于减少高频噪声回流和共模电压，从而降低干扰。
- 电源线设计：根据印制线路板电流的大小，尽量加宽电源线宽度，减少环路电阻。
- 差模信号回路：减小差模信号回路面积，以减少高频噪声回流。
