Elección de antena para aplicaciones celulares - Electronics-Today

2022-08-20 11:44:21 By : Ms. Tracy Gu

Seleccionar la mejor antena significa mejores dispositivos.Después de seleccionar el proveedor del módulo y la red del operador, el siguiente paso es seleccionar la antena adecuada para la aplicación.Antena – 900 MHz, Yagi, 8,1 dBi, N-hembra.Código Digi: A09-Y8NF, utilizado con la familia de productos 9XTend, 9XStream y XBee-PRO XSC (900 MHz).Las empresas involucradas en aplicaciones celulares, en la mayoría de los casos, no tienen los recursos para realizar la optimización por su cuenta y se ven obligadas a elegir socios de antena que puedan hacerlo por ellos.Para aplicaciones específicas, se pueden pedir antenas de diseño personalizado a Digi International: www.digi.com/pdf/wds-antenna-design-ant108.pdf ¿Cómo se debe elegir la antena correcta para la aplicación celular?¿Qué factores se deben considerar y qué errores se deben evitar?Aquí hay algunos puntos a considerar:Compatibilidad de red Diseñe el mapa de red y elija la tecnología de red/comunicación con la que trabajar.La mayoría de las aplicaciones incluyen una o una combinación de: celular (GSM/TDMA/CDMA), 4G LTE (GSM/EDGE, UMTS/HSPA), Wi-Fi 802.11, 802.15.4 (ZigBee, Thread, WirelessHART, 6LoWPAN, LPWA), Bluetooth y BLE (Bluetooth Low Energy), tecnologías GNSS para servicios de localización y temporización;o redes satelitales como Iridium u Orbcomm https://www.orbcomm.com.Todas las redes inalámbricas utilizan un rango de frecuencia dedicado que la antena debe cubrir.Verifique las especificaciones de la antena para asegurarse de que la antena cubra las frecuencias del módem.Consulte a los expertos: red de operadores, proveedor de módulos, proveedor de antenas, laboratorios de prueba.Una representación abstracta de la relación entre la ganancia y el patrón de radiación 3D.El patrón de radiación de una antena vertical es esencialmente una forma de dona de energía alrededor de la antena.Las secciones transversales para 3 dB, 6 dB y 9 dB muestran que a medida que aumenta la ganancia, el patrón de radiación se aplana en un disco (antena de ganancia de 9 dB).Ganancia de la antena Se refiere a la capacidad de la antena para enfocarse en la señal radiada para aumentar la cobertura de la red.Relación entre ganancia y patrón de radiación 3D para una antena Yagi.Esto es particularmente relevante para redes celulares y tecnologías de corto alcance como WiFi o Zigbee, donde el rango de emisión es limitado.(A diferencia de las redes satelitales con cobertura global).Cuanto mayor sea la ganancia de la antena, mayor será la distancia desde la fuente de emisión.Tenga en cuenta, sin embargo, que esta ganancia no es el único factor que influye en el rendimiento de la antena.El patrón de recepción 3D (determinado por la forma de la antena) es otro factor importante, así que pruebe en el campo algunos tipos de antenas.El rendimiento de la antena también depende en gran medida de las condiciones ambientales, por lo que es una buena idea realizar pruebas en diversas condiciones.Forma del cuerpo/opción de montaje Las cualidades físicas de la antena, como la forma del cuerpo y las opciones de montaje, pueden parecer superficiales, pero tienen repercusiones importantes en el rendimiento de la aplicación y pueden traducirse en sobrecostos.El tamaño importa.Cuanto más grande es la antena, mejor es la antena.El tamaño permite que la antena tenga un mayor ancho de banda, mayor ganancia y mejor eficiencia.Tenga en cuenta que cada red tiene sus propias propiedades y estas afectarán la función de la antena.Entorno de trabajo y método de montaje: la antena se puede montar en el exterior (expuesta a la humedad, variaciones de temperatura) o en el interior.El montaje se puede realizar: con adhesivo en una superficie, directamente a través del conector, integración en una PCB o en el caso de un dispositivo, magnéticamente en un techo, en una estación base en un edificio o en la oficina, con un tornillo en un cuerpo, sobre un edificio o poste.Antena – 900 MHz, Yagi, 11,1 dBi, N-hembra.Código Digi: A09-Y11NF, utilizado con la familia de productos 9XTend, 9XStream y XBee-PRO XSC (900 MHz).Modelo constructivo: soporte de montaje, ruta de cerámica, dieléctrico, dipolo, perfil bajo, panel, parabólico, parche, PCB, PIFA, disco, aleta de tiburón, Stubby, barra en T, látigo, Yagi.Conector, tipo: macho/hembra de tipo BNC, Fakra, FME, GSC, Ipex, MCD, MCX, MMCX, N-Type, SMA, SMB, Solder, Stripped and Tinned, TNC, uFL.Algunas opciones a tener en cuenta: Las antenas de ángulo recto son antenas pequeñas que son fáciles de montar atornillándolas directamente al módem.Son una excelente opción para uso en interiores donde la recepción no es un problema.Las antenas de disco de hockey de bajo perfil se utilizan a menudo para aplicaciones en vehículos y en áreas públicas concurridas (como soluciones de señalización digital y quioscos) donde la antena podría estar expuesta a daños.Se conecta fácilmente con almohadillas adhesivas magnéticas, lo suficientemente seguras para usar en vehículos u opciones de montaje con tornillos más seguras (requiere taladrar la carcasa).Las antenas de látigo generalmente proporcionarán el mayor rendimiento y no requieren montaje en una superficie plana para funcionar correctamente.Proporciona una mayor flexibilidad cuando se trabaja en entornos difíciles, como barcos y postes de energía.Base de antena: conector SMA Código Digi: 76000955, cable RG58, 3 m, montaje magnético.Las antenas de otras formas incluyen las montadas en panel (planas y diseñadas para montarse en una pared horizontal) o en cúpula (carcasa de material transparente a las ondas de radio) diseñadas para aplicaciones específicas.Considere qué otras aplicaciones similares están usando para ayudarlo a elegir.El cable se elige lo más corto posible.Cuanto más larga es la línea, más señal se pierde.Evite extender los cables conectando un cable de extensión, ya que los conectores son otra causa de pérdida de señal.Características de la antena Impedancia de la antena.La impedancia de una antena es la resistencia real más la reactancia que aparece en los terminales de la antena.La capacitancia y la inductancia están determinadas por las dimensiones y la forma de la antena.La máxima transferencia de potencia ocurrirá cuando las impedancias de la fuente y la antena coincidan.Las señales de radiofrecuencia son conducidas por cables eléctricos entre transmisores/receptores y sus respectivas antenas.Si las impedancias son diferentes (no coinciden), parte de la energía enviada a la antena se reflejará nuevamente en la carga o se perderá como calor.La antena de RF en la industria tiene una impedancia de 50Ω.La mayoría de los circuitos integrados están diseñados para una carga de 50 Ω.Los fabricantes de antenas frecuentemente diseñan y caracterizan antenas a 50 Ω.Izquierda: Antena celular, 3G/4G/LTE, 3dBi, SMA macho.Código Digi: 76000926. Derecha: Antena de media onda de 868 MHz, 2,1 dBi, RPSMA macho.Código digital: A08-HASM-560Eficiencia.Parte de la potencia capturada o emitida se pierde debido al componente resistivo de la antena.Por eso se eligen los materiales de menor resistencia.La eficiencia se mide por la cantidad de energía puesta en la antena que se irradia al espacio libre.Parte de la señal enviada por el transmisor a la antena se irradia en forma de ondas de radio, ondas directas.La diferencia que no se irradia y regresa al emisor son las ondas reflejadas.Cuantas más ondas reflejadas aparecen, menor es la eficiencia.Las ondas reflejadas cargan adicionalmente el extremo del emisor que puede destruirse.Además, las ondas estacionarias pueden causar perturbaciones (interferencias) en otros servicios de radio.Las ondas reflejadas aparecen por desajuste de impedancia (emisor-cable-antena), mala calidad de materiales (conductores, dieléctricos), asimetría, influencia del suelo o cúpula del vehículo (en estaciones de automóviles), temperatura ambiental, cable coaxial aplanado, antena de longitud incorrecta.La impedancia de la antena y el parámetro VSWR (que indica numéricamente el efecto de la señal reflejada, pero también qué tan bien la impedancia de la antena coincide con el transmisor o la línea de transmisión a la que está conectado) en la frecuencia central juegan un papel importante en la medición de la eficiencia.www.antenna-theory.com/definitions/vswr.phpResonancia de antena.El punto resonante de la antena (la frecuencia operativa central) y el ancho de banda son dos factores importantes y se mencionan para cualquier antena.El punto de resonancia es la frecuencia en la que la antena parece puramente resistiva (las reactancias capacitiva e inductiva se anulan entre sí).El ancho de banda muestra la eficiencia con la que puede operar un diseño en particular.Directividad y ganancia de antena.Dependiendo de la forma y el posicionamiento de los elementos de la antena, puede tener una emisión de radiación de campo electromagnético específica con componentes tridimensionales.La directividad mide el grado en que la radiación emitida se concentra en una dirección.Una antena omnidireccional irradia aproximadamente por igual en todas las direcciones.La potencia radiada que queda después de disipar parte de la potencia en el lado resistivo de la antena se considera Ganancia, expresada en dB.Dependiendo del diseño, se puede radiar una señal de potencia máxima en la dirección requerida.Si el factor de ganancia aumenta, el ancho espacial de la radiación disminuirá.NOTA.La directividad es una comparación de la forma del patrón de radiación de la antena probada con un patrón de radiación de referencia.Más comúnmente, la referencia sería el modelo esférico perfecto del modelo isotrópico.Las unidades de esta medida son decibelios relativos al patrón isotrópico, o dBi.También se utiliza como referencia una antena dipolo, en cuyo caso las unidades se expresan en dBd (decibelios relativos al dipolo).Un dipolo tiene una ganancia de 2,15 dB sobre isótropo o dBi = dBd + 2,15 dB.Al comparar ganancias, es importante tener en cuenta si la ganancia se expresa en dBd o dBi y realizar la conversión correspondiente.Ecas Electro |www.ecas.roECAS Electro (www.ecas.ro) es un distribuidor autorizado de Digi International Inc.(www.digi.com)Detalles técnicos y comerciales: birou.vanzari@ecas.roSu dirección de correo electrónico no será publicada.Los campos obligatorios están marcados *Guarde mi nombre, correo electrónico y sitio web en este navegador para la próxima vez que comente.