在无线通信系统中，天线的空间布局直接影响信号接收的稳定性和覆盖范围。传统XY平面天线虽然能满足基本通信需求，但在复杂电磁环境或移动场景下，仅依赖XY轴天线可能导致信号接收不完整，尤其是在垂直方向上信号衰减严重。Z轴天线的引入弥补了这一缺陷，使系统能够在三维空间内实现更均衡的信号接收。然而，出于成本考虑，许多PKE和RFID系统在实际应用中仅采用2个XY轴天线或1个XY轴天线，而舍弃Z轴天线，导致感应距离缩短、信号盲区增加等问题。本文将从Z轴天线的应用原理、实际应用场景及市场常用型号对比等方面，探讨Z轴天线的重要性及优化选择策略。  

 Z轴接收天线的应用原理

 三维电磁场接收的必要性 

电磁波在空间中传播时，其电场和磁场分量在X、Y、Z三个方向上均有分布。传统XY平面天线仅能有效接收水平方向的信号，而Z轴天线则负责垂直方向的信号接收。在PKE和RFID系统中，若缺少Z轴天线，当信号源（如汽车钥匙、RFID标签）处于非水平方向时，接收灵敏度会大幅下降，甚至出现通信中断的情况。  

 多径效应与信号盲区

在复杂环境中（如地下停车场、金属结构建筑），电磁波会经过多次反射、折射，形成多径效应。Z轴天线的引入可增强垂直方向的信号接收能力，减少因多径干扰导致的信号盲区。实验数据表明，在仅使用XY轴天线的系统中，垂直方向的信号强度可能衰减30%~50%，而增加Z轴天线后，信号覆盖范围可提升20%~40%。  

极化匹配与信号稳定性

电磁波的极化方向可能随环境动态变化，Z轴天线能够更好地匹配不同极化方向的信号，提高通信稳定性。例如，在汽车PKE系统中，若钥匙扣处于垂直方向（如放在口袋中），仅XY轴天线的接收效果可能大幅降低，而Z轴天线可确保稳定唤醒。  

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Z轴接收天线的应用领域

 汽车PKE（被动无钥匙进入）系统

PKE系统通常采用 **2XY+1Z** 的天线配置，以确保无论钥匙处于何种方向（水平或垂直），系统均能稳定接收信号。然而，部分厂商为降低成本，仅采用 **2XY** 或 **1XY+1Z** 配置，导致以下问题：  

垂直方向感应距离缩短：如尼桑、雷诺等车型，若减少Z轴天线，车顶或车底区域的感应距离可能下降40%~60%。  

- 姿态依赖性增强：用户持钥匙的姿势（如竖直放置）可能影响系统响应速度。  

 RFID（射频识别）系统

在仓储物流、智能制造等领域，RFID读写器的天线布局直接影响标签读取率。Z轴天线的作用包括：  

- 提高立体货架读取率：在多层货架场景中，Z轴天线可增强垂直方向的信号覆盖，使高层标签的读取距离增加3~7米。  

- 减少信号盲区：在金属密集环境中，Z轴天线可降低多径干扰，提高识别稳定性。  

 市场常用Z轴天线型号及性能对比

在实际应用中，不同型号的Z轴天线在尺寸、材料和灵敏度上存在差异，主要分为 **塑胶骨架** 和 **铁氧体材料** 两大类：  

 塑胶骨架Z轴天线（适用于汽车PKE系统）

| 型号 | 直径（mm） | 厚度（mm） | 适用车型 | 特点 |  

| UC1224 | 12 | 2.4 | 雷诺、梅甘娜 | 成本低，适用于标准PKE系统 |  

| UC1724 |

17 | 2.4 | 尼桑（蛋型骨架） | 体积较大，感应距离略优于UC1224 |  

**特点**：  

- 成本较低，适用于大批量汽车PKE应用。  

- 感应距离适中，但在金属密集环境中可能受限。  

### **4.2 铁氧体材料Z轴天线（高灵敏度，适用于RFID）**  

| 型号 | 直径（mm） | 厚度（mm） | 适用场景 | 特点 |  

| UC8026S | 8 | 2.0 | 高精度RFID、工业应用 | 焊盘大，金属兼容性好 |  

| UC6026 | 6 | 2.6 | 微型设备、紧凑型RFID | 体积最小，适合空间受限场景 |  

特点：  

感应距离更远**：铁氧体材料可增强磁场耦合，比塑胶天线感应距离提升20%~30%。  

抗干扰能力更强**：适用于金属环境或高噪声场景。  

. 实际应用中的选择策略

 根据应用场景选择天线类型

汽车PKE系统：若成本敏感，可采用塑胶骨架天线（如UC1224、UC1724）；若需更高灵敏度，可选用铁氧体天线（如UC8026S）。  

RFID系统：在金属环境或需要长距离读取时，优先选择铁氧体天线（UC8026S或UC6026）。  

 优化天线布局以减少盲区  

PKE系统：至少保留1个Z轴天线，避免仅依赖XY轴天线。  

-RFID系统：在立体货架场景中，Z轴天线应朝向垂直方向，以增强高层标签读取能力。  

未来发展趋势

更小尺寸、更高灵敏：如UC6026，适用于微型化设备。  

-低成本高性能材料如复合磁性材料，可兼顾成本和性能。  

结论 

Z轴接收天线在PKE、RFID等无线通信系统中具有不可替代的作用，减少Z轴天线会导致感应距离缩短、垂直方向信号盲区增加等问题。市场主流Z轴天线可分为塑胶骨架（UC1224、UC1724）和铁氧体材料（UC8026S、UC6026）两类，前者适用于成本敏感型汽车PKE系统，后者适用于高灵敏度RFID应用。在实际工程中，应根据具体需求选择合适的天线类型及配置方案，以在成本和性能之间取得最佳平衡。