在無線通信系統中，天線的空間布局直接影響信號接收的穩定性和覆蓋范圍。傳統XY平面天線雖然能滿足基本通信需求，但在復雜電磁環境或移動場景下，僅依賴XY軸天線可能導致信號接收不完整，尤其是在垂直方向上信號衰減嚴重。Z軸天線的引入彌補了這一缺陷，使系統能夠在三維空間內實現更均衡的信號接收。然而，出于成本考慮，許多PKE和RFID系統在實際應用中僅采用2個XY軸天線或1個XY軸天線，而舍棄Z軸天線，導致感應距離縮短、信號盲區增加等問題。本文將從Z軸天線的應用原理、實際應用場景及市場常用型號對比等方面，探討Z軸天線的重要性及優化選擇策略。  

 Z軸接收天線的應用原理

 三維電磁場接收的必要性 

電磁波在空間中傳播時，其電場和磁場分量在X、Y、Z三個方向上均有分布。傳統XY平面天線僅能有效接收水平方向的信號，而Z軸天線則負責垂直方向的信號接收。在PKE和RFID系統中，若缺少Z軸天線，當信號源（如汽車鑰匙、RFID標簽）處于非水平方向時，接收靈敏度會大幅下降，甚至出現通信中斷的情況。  

 多徑效應與信號盲區

在復雜環境中（如地下停車場、金屬結構建筑），電磁波會經過多次反射、折射，形成多徑效應。Z軸天線的引入可增強垂直方向的信號接收能力，減少因多徑干擾導致的信號盲區。實驗數據表明，在僅使用XY軸天線的系統中，垂直方向的信號強度可能衰減30%~50%，而增加Z軸天線后，信號覆蓋范圍可提升20%~40%。  

極化匹配與信號穩定性

電磁波的極化方向可能隨環境動態變化，Z軸天線能夠更好地匹配不同極化方向的信號，提高通信穩定性。例如，在汽車PKE系統中，若鑰匙扣處于垂直方向（如放在口袋中），僅XY軸天線的接收效果可能大幅降低，而Z軸天線可確保穩定喚醒。  

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Z軸接收天線的應用領域

 汽車PKE（被動無鑰匙進入）系統

PKE系統通常采用 **2XY+1Z** 的天線配置，以確保無論鑰匙處于何種方向（水平或垂直），系統均能穩定接收信號。然而，部分廠商為降低成本，僅采用 **2XY** 或 **1XY+1Z** 配置，導致以下問題：  

垂直方向感應距離縮短：如尼桑、雷諾等車型，若減少Z軸天線，車頂或車底區域的感應距離可能下降40%~60%。  

- 姿態依賴性增強：用戶持鑰匙的姿勢（如豎直放置）可能影響系統響應速度。  

 RFID（射頻識別）系統

在倉儲物流、智能制造等領域，RFID讀寫器的天線布局直接影響標簽讀取率。Z軸天線的作用包括：  

- 提高立體貨架讀取率：在多層貨架場景中，Z軸天線可增強垂直方向的信號覆蓋，使高層標簽的讀取距離增加3~7米。  

- 減少信號盲區：在金屬密集環境中，Z軸天線可降低多徑干擾，提高識別穩定性。  

 市場常用Z軸天線型號及性能對比

在實際應用中，不同型號的Z軸天線在尺寸、材料和靈敏度上存在差異，主要分為 **塑膠骨架** 和 **鐵氧體材料** 兩大類：  

 塑膠骨架Z軸天線（適用于汽車PKE系統）

| 型號 | 直徑（mm） | 厚度（mm） | 適用車型 | 特點 |  

| UC1224 | 12 | 2.4 | 雷諾、梅甘娜 | 成本低，適用于標準PKE系統 |  

| UC1724 |

17 | 2.4 | 尼桑（蛋型骨架） | 體積較大，感應距離略優于UC1224 |  

**特點**：  

- 成本較低，適用于大批量汽車PKE應用。  

- 感應距離適中，但在金屬密集環境中可能受限。  

### **4.2 鐵氧體材料Z軸天線（高靈敏度，適用于RFID）**  

| 型號 | 直徑（mm） | 厚度（mm） | 適用場景 | 特點 |  

| UC8026S | 8 | 2.0 | 高精度RFID、工業應用 | 焊盤大，金屬兼容性好 |  

| UC6026 | 6 | 2.6 | 微型設備、緊湊型RFID | 體積最小，適合空間受限場景 |  

特點：  

感應距離更遠**：鐵氧體材料可增強磁場耦合，比塑膠天線感應距離提升20%~30%。  

抗干擾能力更強**：適用于金屬環境或高噪聲場景。  

. 實際應用中的選擇策略

 根據應用場景選擇天線類型

汽車PKE系統：若成本敏感，可采用塑膠骨架天線（如UC1224、UC1724）；若需更高靈敏度，可選用鐵氧體天線（如UC8026S）。  

RFID系統：在金屬環境或需要長距離讀取時，優先選擇鐵氧體天線（UC8026S或UC6026）。  

 優化天線布局以減少盲區  

PKE系統：至少保留1個Z軸天線，避免僅依賴XY軸天線。  

-RFID系統：在立體貨架場景中，Z軸天線應朝向垂直方向，以增強高層標簽讀取能力。  

未來發展趨勢

更小尺寸、更高靈敏：如UC6026，適用于微型化設備。  

-低成本高性能材料如復合磁性材料，可兼顧成本和性能。  

結論 

Z軸接收天線在PKE、RFID等無線通信系統中具有不可替代的作用，減少Z軸天線會導致感應距離縮短、垂直方向信號盲區增加等問題。市場主流Z軸天線可分為塑膠骨架（UC1224、UC1724）和鐵氧體材料（UC8026S、UC6026）兩類，前者適用于成本敏感型汽車PKE系統，后者適用于高靈敏度RFID應用。在實際工程中，應根據具體需求選擇合適的天線類型及配置方案，以在成本和性能之間取得最佳平衡。