وظيفة واختيار هوائيات 4G LTE

وظائف وإنتاج هوائيات 4G LTE

أنا. الوظائف الأساسية لهوائيات 4G LTE
‌استقبال الإشارة وتحويلها‌
هوائيات, كمحولات للموجات الكهرومغناطيسية والإشارات الكهربائية, تحقيق تفاعل البيانات بين المحطات الأساسية والمحطات الطرفية. يجب أن تستوفي متطلبات مطابقة التردد (مثل نطاق LTE FDD B1/B3) ووضع الاستقطاب (الاستقطاب العمودي بشكل رئيسي), ونسبة الموجة الدائمة (VSWR) ≥ 2.0 لتقليل فقدان عدم تطابق المعاوقة.

تعمل تقنية MIMO على تعزيز القدرة
يتم تحقيق تعدد الإرسال المكاني من خلال مدخلات متعددة ومخرجات متعددة (MIMO) تكنولوجيا. يمكن لتكوين 4 × 4 MIMO النموذجي زيادة إنتاجية منطقة الحافة بمقدار 30%-50%, دعم معدل الذروة 300 ميجابت في الثانية (80عرض النطاق الترددي ميغاهيرتز).
تعتمد مجموعة الهوائي تصميم الاستقطاب المتقاطع, جنبا إلى جنب مع الترميز المسبق (مثل تحلل SVD) لتحسين تأثير تكوين الشعاع.

‌التنوع المضادة للتدخل‌
تكنولوجيا التنوع (مركز موارد المهاجرين, SC) يتلقى إشارات من خلال هوائيات متعددة لمكافحة التلاشي متعدد المسارات وتداخل البيئة الصناعية, وتحسين استقرار الارتباط.

‌تحسين التغطية الاتجاهية‌
يحقق الهوائي الاتجاهي كسبًا قدره 6-18 ديسيبل من خلال مجموعة تصحيحات microstrip, مع عرض شعاع قابل للتعديل (30°-90° أفقيا, 7°-15° عموديا), مناسبة لسيناريوهات التغطية الاتجاهية مثل الأنفاق والجراجات تحت الأرض.

نقل واستقبال الإشارات:
تعمل هوائيات LTE على تحويل الإشارات الكهربائية إلى موجات كهرومغناطيسية لنقل البيانات واستقبال الإشارات الواردة من المحطات الأساسية.

MIMO (مدخلات متعددة مخرجات متعددة):
يستخدم LTE تقنية MIMO, استخدام هوائيات متعددة لإرسال واستقبال البيانات في وقت واحد, زيادة معدلات البيانات وتحسين قوة الروابط اللاسلكية.

تشكيل الشعاع:
تقوم هذه التقنية بتوجيه موجات الراديو في اتجاه محدد, تعزيز قوة الإشارة وتقليل التداخل, وخاصة في المحطات الأساسية.

تجميع الناقل:
يدعم LTE تجميع شركات النقل, الجمع بين نطاقات تردد متعددة لزيادة عرض النطاق الترددي ومعدلات البيانات, تتطلب هوائيات قادرة على التعامل مع نطاقات ترددية أوسع.

نهج التنوع:
يستخدم LTE تقنيات التنوع, استخدام هوائيات متعددة ذات استقطابات أو مواقع مختلفة لتحسين قوة الإشارة وتقليل التداخل.

الثاني. المؤشرات والاستراتيجيات الرئيسية للاختيار
‌توافق نطاق التردد
يحتاج إلى تغطية نطاق التردد السائد 700-2700 ميجا هرتز, وتحتاج السيناريوهات المحددة إلى دعم النطاق المزدوج أو الوضع المتعدد (مثل حل الهوائي الفردي Cat.1bis للأجهزة القابلة للارتداء).

‌الكسب والتكيف مع المشهد‌
‌منطقة إشارة ضعيفة‌: اختر هوائيًا اتجاهيًا عالي الكسب يزيد عن 12 ديسيبل, ومطابقتها مع عقدة التتابع لتوسيع التغطية;
‌منطقة حضرية كثيفة: هوائي متعدد الاتجاهات (3-5ديسيبل) يحسن التغطية 360 درجة, مع عرض شعاع أفقي من 65 درجة -120 درجة.

‌مستوى الحماية والواجهة‌
يتطلب النشر في الهواء الطلق مستوى حماية IP67, وتفضل السيناريوهات الصناعية واجهات من النوع SMA/N, دعم موصلات مقاومة للماء وتمديد الكابلات.

‌اختيار نوع الهوائي‌
‌هوائي متعدد الاتجاهات‌: 60° الإشعاع الموحد, احصل على 3-5 ديسيبل للمحطات الأساسية الحضرية وتغطية المنزل الذكي.
‌هوائي صفيف MIMO‌: 4×4 متعدد القنوات, دعم التنوع المكاني وتعدد الإرسال للاتصالات المتنقلة عالية السرعة وإنترنت الأشياء الصناعي.
‌هوائي كوب الشفط عريض النطاق‌: 700-6000تغطية ميغاهيرتز, قاعدة مغناطيسية للتثبيت السريع للاتصالات المثبتة على السيارة والمراقبة عن بعد.

"التكيف البروتوكول".
حدد البروتوكولات المتوافقة وفقًا لنوع الجهاز:
‌Cat.1bis/NB-IoT‌: سيناريوهات النطاق الضيق منخفضة الطاقة (مثل عدادات المياه, أضواء الشوارع الذكية);
‌LTE-M‌: الأجهزة المحمولة متوسطة السرعة (مثل الأجهزة القابلة للارتداء).

ثالثا. سيناريوهات التطبيق النموذجية وحلول النشر
‌تعزيز منطقة الإشارة الضعيفة‌
استخدم هوائيات اتجاهية خارجية عالية الكسب (مثل الهوائيات الدورية اللوغاريتمية 18dBi), نشر عقد التتابع لتحقيق تتابع الإشارة, والجمع بين استقبال التنوع MIMO 2 × 2.

‌سيناريوهات الهاتف المحمول عالية السرعة‌
تحتاج الاتصالات داخل السيارة إلى دعم تتبع الحزمة الديناميكية وتبديل الهوائي (التسليم), التعويض عن إزاحة دوبلر, والتكيف مع سيناريوهات مثل السكك الحديدية عالية السرعة والطائرات بدون طيار.

‌الإنترنت الصناعي للأشياء‌
هوائيات واسعة النطاق (700-2700MHz) متصلة بوحدات تحكم PLC, يتم تكوين هوائيات زائدة عن الحاجة لتحسين الموثوقية, ويعمل تتالي الهوائي على توسيع التغطية.

‌توسيع المحطة الأساسية‌
تعديل الميل الهوائي للأسفل ميكانيكيًا (الأمثل 1 درجة -5 درجة) لتجنب تشويه الإشارة; تُستخدم الهوائيات الاتجاهية في المناطق الحضرية الكثيفة لتقليل تداخل القنوات المشتركة.

رابعا. اتجاه تطور التكنولوجيا
‌تكامل الموجة المليمترية‌: تصغير هوائيات النطاق العالي التردد لدعم النطاق العريض المتنقل المعزز لتقنية 5G NR (eMBB);
‌تشكيل الشعاع الذكي‌: تعمل خوارزمية الذكاء الاصطناعي على تحسين مرحلة صفيف الهوائي في الوقت الفعلي لتحسين كفاءة الطيف في سيناريوهات المستخدمين المتعددين.

يحتاج الاختيار إلى دمج نطاق التردد, يكسب, متطلبات البيئة والبروتوكول, ويتم إعطاء الأولوية للتصميم المعياري للتكيف مع الترقيات المستقبلية.