Escolhendo a antena para aplicativos celulares
6 de novembro de 2017
Selecionar a melhor antena significa melhores dispositivos. Depois de selecionar o provedor do módulo e a rede da operadora, selecione a antena apropriada para o aplicativo.
Antena - 900 MHz, Yagi, 8,1 dBi, N-fêmea . Digi code : A09-Y8NF, usado com a família de produtos 9XTend, 9XStream e XBee-PRO XSC (900 MHz).
As empresas envolvidas em aplicativos de celular não têm, na maioria dos casos, os recursos para fazer otimização por conta própria e são obrigadas a escolher parceiros de antena que podem fazer isso por si mesmos. Pode ser encomendado para aplicações específicas, antenas de design personalizado, na Digi International: www.digi.com/pdf/wds-antenna-design-ant108.pdf Como deve ser escolhida uma antena para a aplicação celular? Quais fatores devem ser considerados e quais são os erros a serem evitados? Aqui estão alguns pontos a serem considerados:
Compatibilidade de rede
Projete o mapa de rede e escolha a tecnologia de rede / comunicação para trabalhar. A maioria das aplicações incluem um ou uma combinação de:celular (GSM / TDMA / CDMA), 4G LTE (GSM / EDGE, UMTS / HSPA), 802.11 Wi-Fi , 802.15.4 (ZigBee, Linha, WirelessHART, 6LoWPAN, LPWA) Bluetooth e BLE (Bluetooth Low Energy), tecnologias GNSS para serviços de localização e temporização; ou redes de satélite , como Iridium ou Orbcomm https://www.orbcomm.com. Todas as redes sem fio usam uma faixa de freqüência dedicada, que a antena precisa cobrir. Verifique as especificações da antena para se certificar de que a antena cobre as frequências do modem. Consulte os especialistas: rede de operadora, provedor de módulo, provedor de antena, laboratórios de teste.
Uma representação abstrata da relação entre o ganho e o padrão de radiação 3D. O modelo de radiação para uma antena vertical é essencialmente uma forma de donut de energia ao redor da antena. Seções transversais para 3 dB, 6 dB e 9 dB mostram que quanto maior o ganho, o padrão de radiação se achata em um disco (antena de ganho de 9 dB).
O ganho da antena
refere-se à capacidade da antena de se concentrar no sinal irradiado para aumentar a cobertura da rede.
A relação entre ganho e o padrão de radiação 3D para uma antena Yagi.
Isso é particularmente relevante para redes celulares e tecnologias de curto alcance, como WiFi ou Zigbee, onde a faixa de emissão é limitada. (Ao contrário das redes de cobertura global). Quanto maior o ganho da antena, maior a distância da fonte de emissão. Note, no entanto, que esse ganho não é o único fator que influencia o desempenho da antena. O padrão de recepção 3D (determinado pela forma da antena) é outro fator importante - portanto, teste alguns tipos de antena no solo. O desempenho da antena também é extremamente dependente das condições ambientais, por isso deve ser testado sob várias condições!
forma do corpo / montagem opção
características físicas antena, tais como a forma do corpo e opções de montagem pode parecer superficial, mas eles têm implicações significativas para o desempenho do aplicativo e pode se traduzir em mais custos.
O tamanho é importante. Quanto maior a antena, melhor a antena. O tamanho permite que a antena tenha uma largura de banda maior, maior ganho e melhor eficiência. Note que cada rede tem suas propriedades e estas afetarão a função da antena.
Ambiente de trabalho e modo de montagem : A antena pode ser montada externamente (exposta à umidade, variações de temperatura) ou interna. A montagem pode ser feita com: um adesivo em uma superfície, diretamente através de um conector, integração em uma PCB ou em um invólucro de dispositivo, magnético em um telhado, em uma estação base em um prédio ou escritório, com um parafuso em uma lataria, em um prédio ou pilar.
Antena - 900 MHz, Yagi, 11,1 dBi, N-fêmea . Digi code : A09-Y11NF, usado com a família de produtos 9XTend, 9XStream e XBee-PRO XSC (900 MHz).
construção Modelo : Montagem do suporte caminho cerâmica, dielétrica dipolo, de baixo perfil, Painel, Parabólico, Patch, PCB, PIFA, Puck, Shark Fin, atarracado, T-Bar, Chicote, Yagi.
Tipo de conector : fêmea / fêmea tipo BNC, Fakra, FME, GSC, Ipex, MCD, MCX, MMCX, tipo N, SMA, SMB, Solda, TNF, uFL.
Algumas opções para ter em mente:
As antenas de ângulo reto são antenas pequenas, simples de montar, aparafusando diretamente no modem. Eles são uma excelente opção para uso interno, onde a recepção não é um problema.
Antenas de perfil baixo, como um disco de hóquei, costumam ser usadas para aplicações em veículos e áreas públicas (como soluções de sinalização digital e quiosques) se a antena puder ser exposta a danos. Fixado facilmente com placas adesivas magnéticas, suficientemente seguro para uso em veículos, ou opções de montagem de parafusos mais seguras (requer perfuração da caixa).
Antenas enfaixadas ou antenas de chicote geralmente fornecem o mais alto desempenho e não precisam ser montadas em uma superfície plana para funcionar adequadamente. Oferece mais flexibilidade ao trabalhar em ambientes complicados, como barcos e postes elétricos.
Base da antena - conector SMACódigo Digi : 76000955, cabo RG58, 3m, montagem magnética.
As antenas com outras formasincluem antenas montadas no painel (planas e projetadas para serem montadas em uma parede horizontal) ou cúpulas (woofer de rádio transparente) projetadas para aplicações específicas. Considere o que você usa em outros aplicativos semelhantes para ajudar você a escolher.
O cabo é selecionado o mais rápido possível. Quanto mais longa a condução, mais o sinal é perdido. Evite estender os cabos conectando um cabo de extensão, pois os conectores são outra causa de perda de sinal.
Características da antena
Impedância da antena . A impedância de uma antena é a resistência real mais a reatância que aparece nos terminais da antena. A capacidade e a indutância são determinadas pelo tamanho e forma da antena. A transferência máxima de energia ocorrerá quando as impedâncias da fonte e da antena coincidirem. Os sinais de radiofreqüência são conduzidos por cabos elétricos entre os transmissores / receptores e as respectivas antenas. Se as impedâncias forem diferentes (inadequadas), parte da energia enviada para a antena será refletida de volta para a carga ou perdida pelo calor.
A antena RF na indústria tem uma impedância de 50Ω. A maioria dos circuitos integrados é projetada para uma carga de 50Ω.
Fabricantes de antenas geralmente projetam e caracterizam antenas a 50Ω.
Esquerda: Antena Celular, 3G / 4G / LTE, 3dBi, SMA macho . Digi code : 76000926. À direita: antena de meia onda de 868 MHz, 2.1 dBi, RPSMA macho . Digi code : A08-HASM-560
Eficiência . Parte da energia captada ou emitida é perdida devido ao componente resistivo da antena. É por isso que os materiais com a menor resistência são escolhidos. A eficiência é medida pela quantidade de entrada de energia na antena, que é irradiada no espaço livre. Alguns dos sinais enviados pelo transmissor da antena são irradiados como ondas de rádio - onde eles são diretos. A diferença que não é irradiada e retorna ao transmissor é a onda refletida.
Quanto mais reflexos refletidos, menor a eficiência. Ondas refletidas também carregam o final do emissor que pode ser destruído. Além disso, ondas estacionárias podem causar interferência em outros serviços de rádio. ondas reflectidas ocorrer devido à falta de impedância (transmissor e o cabo da antena), materiais de má qualidade (condutora, dieléctrico), desequilíbrio, solo influência ou veículo cúpula (em estações automático), temperatura ambiente, coaxial comprimento da antena achatada incorrecta. O parâmetro de impedância de antena e VSWR (indicando que o sinal numérico eficaz reflectida de volta, mas também como bem adaptado a impedância da antena para o transmissor ou linha de transmissão está ligado) para a medição da frequência central desempenha um papel importante na eficiência.
www.antenna-theory.com/definitions/vswr.php
Ressonância da antena . O ponto de ressonância da antena (a frequência central de operação) e a largura de banda são dois fatores importantes e são mencionados para qualquer antena. O ponto de ressonância é a freqüência na qual a antena parece resistiva (a reatância capacitiva e indutiva se anulam).
A largura de banda mostra o quanto ela pode efetivamente operar em um projeto específico.
Direção da antena e ganho de ganho (ganho) . Dependendo da forma e posicionamento dos elementos de antena, pode ter uma emissão de radiação de campo eletromagnético específica com componentes tridimensionais.
A diretividade mede até que ponto a radiação emitida está concentrada em uma direção. Uma antena omnidirecional irradia aproximadamente igual em todas as direções. A energia radiada restante após dissipar parte da energia no lado resistivo da antena é considerada como Ganho, expressa em dB. Dependendo do projeto, um sinal com potência máxima pode ser irradiado na direção desejada. Se o fator Ganho aumentar, a largura espacial da radiação diminuirá.
NOTA . A diretividade é uma comparação da forma do padrão de radiação da antena testada com um padrão de radiação de referência. Mais frequentemente, a referência seria o modelo esférico perfeito do modelo isotrópico. As unidades dessa medida são decibéis em relação ao padrão isotrópico ou dBi. Uma antena dipolo também é usada como referência, caso em que as unidades são expressas em dBd (decibéis em relação ao dipolo). Um dipolo tem um ganho de 2,15dB sobre isotrópico ou dBi = dBd + 2,15dB. Ao comparar os ganhos, é importante observar se o ganho é expresso em dBd ou dBi e convertido de acordo.
Ecas Electro | www.ecas.ro
A ECAS Electro ( www.ecas.ro ) é uma distribuidora autorizada da Digi International Inc. ( www.digi.com )
Detalhes técnicos e comerciais : birou.vanzari@ecas.ro
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