E49-400T20D 产品规格书
433MHz 贴片型无线模块
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目录
第一章 概述.......................................................................................................................................................................... 3
1.1 简介............................................................................................................................................................................. 3
1.2 特点功能..................................................................................................................................................................... 3
1.3 应用场景..................................................................................................................................................................... 3
第二章 规格参数.................................................................................................................................................................. 4
2.1 极限参数..................................................................................................................................................................... 4
2.2 工作参数..................................................................................................................................................................... 4
第三章 尺寸与引脚定义...................................................................................................................................................... 5
第四章 推荐连线图.............................................................................................................................................................. 7
第五章 功能详解.................................................................................................................................................................. 8
5.1 模块复位..................................................................................................................................................................... 8
5.2 AUX 详解..................................................................................................................................................................... 8
5.2.1 无线接收指示.................................................................................................................................................... 8
5.2.2 无线发射指示.................................................................................................................................................... 8
5.2.3 模块正在配置过程中........................................................................................................................................ 8
5.3.4 AUX 注意事项..................................................................................................................................................... 9
第六章 工作模式................................................................................................................................................................ 11
6.1 模式切换................................................................................................................................................................... 11
6.2 传输模式(模式 0)................................................................................................................................................ 12
6.3 RSSI 模式(模式 1).............................................................................................................................................. 12
6.4 设置模式(模式 2)................................................................................................................................................ 12
6.5 休眠模式(模式 3)................................................................................................................................................ 12
6.6 快速通信测试........................................................................................................................................................... 13
第七章 指令格式................................................................................................................................................................ 14
7.1 出厂默认参数........................................................................................................................................................... 14
7.2 工作参数读取........................................................................................................................................................... 14
7.3 版本号读取............................................................................................................................................................... 15
7.4 参数设置指令........................................................................................................................................................... 15
第八章 硬件设计................................................................................................................................................................ 17
第九章 常见问题................................................................................................................................................................ 18
9.1 传输距离不理想..................................................................................................................................................... 18
...................................................................................................................................................... 18
9.2 模块易损坏
9.3 误码率太高............................................................................................................................................................. 18
第十章 焊接作业指导........................................................................................................................................................ 19
10.1 回流焊温度............................................................................................................................................................. 19
10.2 回流焊曲线图......................................................................................................................................................... 19
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第十一章 相关型号............................................................................................................................................................ 20
第十二章 天线指南............................................................................................................................................................ 21
12.1 天线推荐................................................................................................................................................................. 21
第十三章 批量包装方式.................................................................................................................................................... 22
修订历史.............................................................................................................................................................................. 22
关于我们.............................................................................................................................................................................. 22
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第一章 概述
1.1 简介
E49-400T20D 是成都亿佰特推出的一款超高性价比无线数传模
块,它具有 4 种工作模式。各种传输方式各具特点,可分别适用于多
种应用场景。E49-400T20D 能完美支持工业级应用,出厂经过严格的
测试,确保其工业可靠性和批量一致性。
E49-400T20D 支持最大 20dBm 发射功率,用户可设置更低输出功
率,从而节省功耗,模块工作在 433MHz 频段,TTL 电平输出,兼容
3.3V 的 IO 口电压。
模块具有数据加密功能。模块在空中传输的数据,具有随机性,
通过严密的加解密算法,使得数据截获失去意义,减小受干扰的概率,提高可靠性和传输效率。并且是一款低成本的无线串
口收发模块。
1.2 特点功能
实测通信距离可达 1km;
最大发射功率 100mW,软件多级可调;
支持全球免许可 ISM 433MHz 频段;
支持 1.2Kbps~200Kbps 的数据传输速率;
支持低功耗模式,适用于电池应用;
支持先进的超窄带 GFSK 调制方式;
支持 2.6V~3.3V 供电;
工业级标准设计,支持-40 ~ 85°C 长时间使用;
支持 SMA 天线接口。
1.3 应用场景
可穿戴式设备;
智能家居以及工业传感器等;
安防系统、定位系统;
无线遥控,无人机;
无线游戏遥控器;
医疗保健产品;
无线语音,无线耳机;
汽车行业应用。
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第二章 规格参数
2.1 极限参数
性能
主要参数
备注
最小值
最大值
电源电压(V)
0
3.3
超过 3.6V 永久烧毁模块
阻塞功率(dBm)
-
10
近距离使用烧毁概率较小
工作温度(℃)
-40
80
2.2 工作参数
主要参数
工作电压(V)
性能
最小值
典型值
最大值
2.6
3.3
3.6
通信电平(V)
功
耗
备注
3.3
工作温度(℃)
-40
-
80
工业级设计
工作频段(MHz)
410
433
510
支持 ISM 频段
发射电流(mA)
75
接收电流(mA)
12
休眠电流(μA)
0.7
瞬时功耗
软件关断
最大发射功率(dBm)
-
-
20.0
接收灵敏度(dBm)
-116
-117
-117
空中速率为 1.2kbps
空中速率(bps)
1.2k
2.4k
200k
用户编程控制
主要参数
描述
参考距离
1000m
分包方式
54 Btye
缓存容量
500 Btye
调制方式
GFSK
通信接口
UART 串口
封装方式
直插式
接口方式
2.54mm 排针
外形尺寸
36*21mm
天线接口
SMA
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备注
晴朗空旷环境,天线增益 5dBi,天线高度 2.5 米,空中
速率 1.2kbps
单包最大容量,超出后自动分包。
等效阻抗约 50 欧姆
4
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第三章 尺寸与引脚定义
引脚序号
引脚名称
引脚方向
1
M0
输入(极弱上拉)
和 M1 配合,决定模块的 4 种工作模式。
(可悬空,模块内部含上拉电阻)
2
M1
输入(极弱上拉)
和 M0 配合,决定模块的 4 种工作模式。
(可悬空,模块内部含上拉电阻)
3
RXD
输入
TTL 串口输入,连接到外部 TXD 输出引脚;
4
TXD
输出
TTL 串口输出,连接到外部 RXD 输入引脚;
5
AUX
输出
用于指示模块工作状态;用户唤醒外部 MCU,上电自检初始化期间输出低电平
6
VCC
模块电源正参考,电压范围:2.6V ~ 3.3V DC
7
GND
模块地线
8
GND
模块地线
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引脚用途
5
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9
GND
模块地线
10
GND
模块地线
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第四章 推荐连线图
序号
模块与单片机简要连接说明(上图以 STM8L 单片机为例)
1
无线串口模块为 TTL 电平,请与 TTL 电平的 MCU 连接。
2
某些 5V 单片机,可能需要在模块的 TXD 和 AUX 脚加 4~10K 上拉电阻。
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第五章 功能详解
5.1 模块复位
模块上电后,AUX 将立即输出低电平,并进行硬件自检,以及按照用户参数进行工作方式设置。在此过程中,AUX 保持低
电平,完毕后 AUX 输出高电平,并按照 M1、M0 组合而成的工作模式开始正常工作。所以,用户需要等待 AUX 上升沿,作为模
块正常工作的起点。
5.2 AUX 详解
AUX 用于无线收发缓冲指示和自检指示。
它指示模块是否有数据尚未通过无线发射出去,或已经收到无线数据是否尚未通过串口全部发出,或模块正在初始化自
检过程中。
5.2.1 无线接收指示
模块接收到有效的无线数据后,会立即拉低 AUX,并启动串口输出数据,数据输出完成后,在拉高 AUX。
5.2.2 无线发射指示
模块接收到串口数据后,会立即拉低 AUX,并启动无线发送数据,数据全部发送完成后,再拉高 AUX。
5.2.3 复位和退出休眠模式
仅在复位和退出休眠模式的时候
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5.3.4 AUX 注意事项
上述功能 1 和功能 2,输出低电平优先,即:满足任何一个输出低电平条件,AUX 就输出低电平;当所有低电平条件均不
满足时,AUX 输出高电平。
当 AUX 输出低电平时,表示模块繁忙,此时不会进行工作模式检测;当模块 AUX 输出高电平后,将完成模式切换工作。
用户从模式 3(休眠模式)进入到其他模式或在复位过程中,模块会重新设置用户参数,期间 AUX 输出低电平。
5.3.5 定点模式详解
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5.3.6 广播发射
5.3.7 广播地址
举例:将模块 A 地址设置为 0xFFFF,信道设置为 0x04。
当模块 A 作为发射时(相同模式,透明传输方式),0x04 信道下所有的接收模块都可以收到数据,达到广播的目的。
5.3.8 监听地址
举例:将模块 A 地址设置为 0xFFFF,信道设置为 0x04。
当模块 A 作为接收时,可以接收到 0x04 信道下所有的数据,达到监听的目的。
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第六章 工作模式
模块有四种工作模式,由引脚 M0、M1 设置;详细情况如下表所示:
模式(0-3)
M1
M0
模式介绍
备注
0 传输模式
0
0
串口打开,无线打开,模块根据已设定的传输方式进行数据收发。
收发双方传输方式必
须一致
1 RSSI 模式
0
1
无线关闭,串口打开,模块会定时 100ms 输出 RSSI 信号强度值
仅为相对强度值
2 设置模式
1
0
无线关闭,可接收串口指令,见指令列表,波特率固定 9600,8N1
参数配置
3 休眠模式
1
1
模块进入休眠待机,串口和无线均被关闭。
超低功耗休眠
6.1 模式切换
用户可以将 M0、M1 进行高低电平组合,确定模块工作模式。可使用 MCU 的 2 个 GPIO 来控制模式切换;当改变 M0、
M1 后:模块空闲,1ms 后,即可按照新的模式开始工作;若模块有串口数据尚未通过无线发射完毕,则发射完毕后,才
能进入新的工作模式;若模块收到无线数据后并通过串口向外发出数据,则需要发完后才能进入新的工作模式;所以模
式切换只能在 AUX 输出 1 的时候有效,否则会延迟切换。
例如:在模式 0,用户连续输入大量数据,并同时进行模式切换,此时的切换模式操作是无效的;模块会将所有用
户数据处理完毕后,才进行新的模式检测;所以一般建议为:检测 AUX 引脚输出状态,等待 AUX 输出高电平后 2ms 再进
行切换。
当模块从其他模式被切换到休眠模式时,如果有数据尚未处理完毕;模块会将这些数据(包括收和发)处理完毕
后,才能进入休眠模式。这个特征可以用于快速休眠,从而节省功耗;例如:发射模块工作在模式 0,用户发起串口数
据“12345”,然后不必等待 AUX 引脚空闲(高电平)
,可以直接切换到休眠模式,并将用户主 MCU 立即休眠,模块会自
动将用户数据全部通过无线发出后,1ms 内自动进入休眠;从而节省 MCU 的工作时间,降低功耗。
同理,任何模式切换,都可以利用这个特征,模块处理完当前模式事件后,在 1ms 内,会自动进入新的模式;从
而省去了用户查询 AUX 的工作,且能达到快速切换的目的,例如从发射模式切换到设置模式;用户 MCU 也可以在模式切
换前提前进入休眠,使用外部中断功能来获取 AUX 变化,从而进行模式切换。
此操作方式是非常灵活而高效的,完全按照用户 MCU 的操作方便性而设计,并可以尽可能降低整个系统的工作负
荷,提高系统效率,降低功耗。
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6.2 传输模式(模式 0)
类型
当 M0 = 0,M1 = 0 时,模块工作在模式 0
发射
模块接收来自串口的用户数据,模块发射无线数据包长度最大为 54 字节,当用户输入数据量达到 54 字节
时,模块将启动无线发射,此时用户可以继续输入需要发射的数据。
当用户需要传输的字节小于 54 字节时,模块等待大约 20ms 时间,若无用户数据继续输入,则认为数据终
止,此时模块将所有数据经过无线发出。
当模块收到第一个用户数据后,将 AUX 输出低电平,当模块把所有数据都放入到 RF 芯片并启动发射后,
AUX 输出高电平。
此时,表明最后一包无线数据已经启动发射,用户可以继续输入数据。
通过模式 0 发出的数据包,只能被处于模式 0 的接收模块收到。
接收
模块一直打开无线接收功能,可以接收来自模式 0 发出的数据包。
收到数据包后,模块 AUX 输出低电平后,开始将无线数据通过串口 TXD 引脚发出,所有无线数据都通过串
口输出后,模块将 AUX 输出高电平。
6.3 RSSI 模式(模式 1)
类型
当 M0 = 1,M1 = 0 时,模块工作在模式 1
发射
不可进行无线发射,收到的串口数据将被丢弃。
接收
不可接收空中无线数据,仅扫描当前信道的信号强度,每 100ms 通过串口输出一个强度值(相对值)
。
数值计算方式:信号强度 = -(256(十进制) – data(十进制)) dBm
如串口输出的十六进制数值为 0x91,则实际信号强度为:-(256(十进制) – 145(十进制))=-111dBm
6.4 设置模式(模式 2)
类型
当 M0 = 0,M1 = 1 模块工作在模式 2
发射
不可进行无线发射,收到的串口数据将被丢弃。
接收
不可进行无线接收。
配置
可以用于模块参数设置,使用串口 9600,8N1,通过特定指令格式设置模块工作参数
注意
当从设置模式进入到其他模式,模块会重新配置参数,配置过程中,AUX 保持低电平;
完毕后输出高电平,所以建议用户检测 AUX 上升沿。
6.5 休眠模式(模式 3)
类型
当 M0 = 1,M1 = 1 时,模块工作在模式 3
发射
无法发射无线数据。
接收
无法接收无线数据。
其他
处于超低功耗状态,模块其他所有功能均被关闭,仅能通过 M1M0 的状态切换退出休眠模式。
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6.6 快速通信测试
步骤
具体操作
1
E49-400T20S 模块与 E49-TBL 底板连接,然后插到 USB 测试板(E15-USB-T2)上面,插上电脑,确保驱动
已经安装正确;
插上 USB 测试板上的模式选择跳线帽(即 M1=0,M0=0)
,
2
选择 3.3V(模块支持 2.6~3.3V)
。
3
运行“串口调试助手”软件,并选择正确的串口号,观察发送窗口和对应的接收窗口。
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第七章 指令格式
命令模式(模式 2:M0=0,M1=1)下,支持的指令列表如下(设置时,只支持 9600,8N1 格式):
序号
指令格式
1
C0+工作参数
2
C1+C1+C1
3
C2+工作参数
4
C3+C3+C3
详细说明
16 进制格式发送 C0+5 字节工作参数,共 6 字节,必须连续发送(掉电保存)
16 进制格式发送三个 C1,模块返回已保存的参数,必须连续发送。
16 进制格式发送 C2+5 字节工作参数,共 6 字节,必须连续发送(掉电不保存)
16 进制格式发送三个 C3,模块返回版本信息,必须连续发送。
7.1 出厂默认参数
出厂默认参数值:C0 00 00 19 2E 00
型号
模块型号
频率
地址
信道
空中速率
波特率
发射功率
E49-400T20S
433MHz
0x0000
0x2E
2.4kbps
9600
20
7.2 工作参数读取
指令格式
C1+C1+C1
详细说明
在设置模式下(M0=0,M1=1 )
,向模块串口发出命令(HEX 格式)
:C1 C1 C1,
模块会返回当前的配置参数,比如:C0 00 00 18 20 00。
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7.3 版本号读取
指令格式
详细说明
C3+C3+C3
在设置模式下(M0=0,M1=1),向模块串口发出命令(HEX 格式)
:C3 C3 C3,
模块会返回当前的配置参数,比如:C3 49 xx yy;
此处的 49 代表模块型号(E49 系列),xx 就是版本号,yy 代指模块其他特性(用户可
忽略)。
7.4 参数设置指令
序号
名称
0
HEAD
固定 0xC0 或 0xC2,表示此帧数据为控制命令
必须为 0xC0 或 C2
C0:所设置的参数会掉电保存。
C2:所设置的参数不会掉电保存。
1
ADDH
模块地址高字节(默认 00H)
00H-FFH
2
ADDL
模块地址低字节(默认 00H)
00H-FFH
SPED
速率参数,包括串口速率和空中速率
7,6: 串口校验位
00:8N1(默认)
01:8O1
10:8E1
11:8N1
------------------------------------------------5,4,3 TTL 串口速率(bps)
000:串口波特率为 1200
001:串口波特率为 2400
010:串口波特率为 4800
011:串口波特率为 9600(默认)
100:串口波特率为 19200
101:串口波特率为 38400
110:串口波特率为 57600
111:串口波特率为 115200
------------------------------------------------2,1,0 无线空中速率(bps)
000:空中速率为 1.2k
001:空中速率为 2.4k(默认)
010:空中速率为 4.8k
011:空中速率为 9.6k
100:空中速率为 19.2k
101:空中速率为 50k
110:空中速率为 100k
111:空中速率为 200k
3
4
CHAN
描述
7,,6,5,4,3,2,1,0 通信信道
通信频率(410M + CHAN * 0.5M)
(默认 0x2E: 433M)
7,
5
OPTION
定点发送使能位(类 MODBUS)
0: 透明传输模式(默认)
1: 定点传输模式
------------------------------------------------6,5,4,3,2
备注
---------------------------------------
通信双方波特率可以不同
串口波特率和无线传输参数无关,不
影响无线收发特性。
------------------------------------------------------------------------------
空中速率越低,距离越远,抗干扰性
能越强,发送时间越长。
通信双方空中无线传输速率必须相
同。
---------------------------------------
00H-C8H,
对应 410~510 MHz
为 1 时每个用户数据帧的前 3 个字节
作为信道、高、低地址。发射时改变
自身地址和信道,完毕后恢复原有设
置。
----------------------------------------
保留位,写 0
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------------------------------------------------1, 0
发射功率(大约值)
00: 20 dBm(默认)
01: 17 dBm
10: 14 dBm
11: 10 dBm
---------------------------------------
外部电源必须提供 100mA 以上电流
输出能力。并保证电源纹波小于
100mV。
不推荐使用较小功率发送,其电源利
用效率不高。
举例说明(序号 3“SPED”字节的含义):
该字节的二进制位
7
6
5
4
3
2
1
0
具体值(用户配置)
0
0
0
1
1
0
0
1
代表意义
串口校验位 8N1
对应的十六进制
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串口波特率为 9600
1
空中速率为 2.4k
9
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第八章 硬件设计
推荐使用直流稳压电源对该模块进行供电,电源纹波系数尽量小,模块需可靠接地;
请注意电源正负极的正确连接,如反接可能会导致模块永久性损坏;
请检查供电电源,确保在推荐供电电压之间,如超过最大值会造成模块永久性损坏;
请检查电源稳定性,电压不能大幅频繁波动;
在针对模块设计供电电路时,往往推荐保留 30%以上余量,有整机利于长期稳定地工作;
模块应尽量远离电源、变压器、高频走线等电磁干扰较大的部分;
高频数字走线、高频模拟走线、电源走线必须避开模块下方,若实在不得已需要经过模块下方,假设模块焊接在
Top Layer,在模块接触部分的 Top Layer 铺地铜(全部铺铜并良好接地),必须靠近模块数字部分并走线在 Bottom Layer;
假设模块焊接或放置在 Top Layer,在 Bottom Layer 或者其他层随意走线也是错误的,会在不同程度影响模块的
杂散以及接收灵敏度;
假设模块周围有存在较大电磁干扰的器件也会极大影响模块的性能,跟据干扰的强度建议适当远离模块,若情况
允许可以做适当的隔离与屏蔽;
假设模块周围有存在较大电磁干扰的走线(高频数字、高频模拟、电源走线)也会极大影响模块的性能,跟据干
扰的强度建议适当远离模块,若情况允许可以做适当的隔离与屏蔽;
通信线若使用 5V 电平,必须串联 1k-5.1k 电阻(不推荐,仍有损坏风险);
尽量远离部分物理层亦为 2.4GHz 的 TTL 协议,例如:USB3.0;
天线安装结构对模块性能有较大影响,务必保证天线外露,最好垂直向上。当模块安装于机壳内部时,可使用优
质的天线延长线,将天线延伸至机壳外部;
天线切不可安装于金属壳内部,将导致传输距离极大削弱。
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第九章 常见问题
9.1 传输距离不理想
当存在直线通信障碍时,通信距离会相应的衰减;
温度、湿度,同频干扰,会导致通信丢包率提高;
地面吸收、反射无线电波,靠近地面测试效果较差;
海水具有极强的吸收无线电波能力,故海边测试效果差。
天线附近有金属物体,或放置于金属壳内,信号衰减会非常严重;
功率寄存器设置错误、空中速率设置过高(空中速率越高,距离越近)
;
室温下电源低压低于推荐值,电压越低发功率越小;
使用天线与模块匹配程度较差或天线本身品质问题。
9.2
模块易损坏
请检查供电电源,确保在推荐供电电压之间,如超过最大值会造成模块永久性损坏。
请检查电源稳定性,电压不能大幅频繁波动。
请确保安装使用过程防静电操作,高频器件静电敏感性。
请确保安装使用过程湿度不宜过高,部分元件为湿度敏感器件。
如果没有特殊需求不建议在过高、过低温度下使用。
9.3 误码率太高
附近有同频信号干扰,远离干扰源或者修改频率、信道避开干扰;
电源不理想也可能造成乱码,务必保证电源的可靠性;
延长线、馈线品质差或太长,也会造成误码率偏高;
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第十章 焊接作业指导
10.1 回流焊温度
Profile Feature
曲线特征
Sn-Pb Assembly
Pb-Free Assembly
锡膏
Sn63/Pb37
Sn96.5/Ag3/Cu0.5
Preheat Temperature min (Tsmin)
最小预热温度
100℃
150℃
Preheat temperature max (Tsmax)
最大预热温度
150℃
200℃
Preheat Time (Tsmin to Tsmax)(ts)
预热时间
60-120 sec
60-120 sec
Average ramp-up rate(Tsmax to Tp)
平均上升速率
3℃/second max
3℃/second max
液相温度
183℃
217℃
液相线以上的时间
60-90 sec
30-90 sec
峰值温度
220-235℃
230-250℃
平均下降速率
6℃/second max
6℃/second max
25℃到峰值温度的时间
6 minutes max
8 minutes max
Solder Paste
Liquidous Temperature (TL)
Time(tL)Maintained Above(TL)
Peak temperature(Tp)
Aveage ramp-down rate(Tp to Tsmax)
Time 25℃ to peak temperature
10.2 回流焊曲线图
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第十一章 相关型号
产品型号
芯片方案
E49-400T20S
-
载波频率
发射功率
测试距离
空中速率
封装形
产品尺寸
Hz
dBm
km
bps
式
mm
433M
20
1
1.2k~200k
贴片
26 * 16
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天线形式
IPEX/邮票孔
20
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第十二章 天线指南
12.1 天线推荐
天线是通信过程中重要角色,往往劣质的天线会对通信系统造成极大的影响,故我司推荐部分天线作为配套我司无线模
块且性能较为优秀且价格合理的天线。
产品型号
类型
频段 Hz
接口
TX433-NP-4310
柔性 PCB 天线
433M
SMA-J
TX433-JW-5
胶棒天线
433M
TX433-JWG-7
胶棒天线
TX433-JK-20
增益
高度
馈线
功能特点
2
43.8*9.5mm
-
内置柔性,FPC 软天线
SMA-J
2
50mm
-
可弯折胶棒,全向天线
433M
SMA-J
2.5
75mm
-
可弯折胶棒,全向天线
胶棒天线
433M
SMA-J
3
210mm
-
可弯折胶棒,全向天线
TX433-JK-11
胶棒天线
433M
SMA-J
2.5
110mm
-
可弯折胶棒,全向天线
TX433-XP-200
吸盘天线
433M
SMA-J
4
19cm
200cm
吸盘天线,高增益
TX433-XP-100
吸盘天线
433M
SMA-J
3.5
18.5cm
100cm
吸盘天线,高增益
TX433-XPH-300
吸盘天线
433M
SMA-J
6
96.5cm
300cm
车载吸盘天线,超高增益
TX433-JZG-6
胶棒天线
433M
SMA-J
2.5
52mm
-
超短直式,全向天线
TX433-JZ-5
胶棒天线
433M
SMA-J
2
52mm
-
超短直式,全向天线
TX490-XP-100
吸盘天线
490M
SMA-J
50
12cm
100cm
吸盘天线,高增益
TX490-JZ-5
胶棒天线
490M
SMA-J
50
50mm
-
超短直式,全向天线
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dBi
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第十三章 批量包装方式
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版本
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2020-01-09
初始版本
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