Funció i selecció d’antenes 4G LTE

Funcions i producció d'antenes 4G LTE

Jo. Funcions bàsiques de les antenes 4G LTE
Recepció i conversió del senyal
Antenes, com a convertidors d'ones electromagnètiques i senyals elèctrics, Realitzar la interacció de dades entre estacions base i terminals. Han de complir els requisits de concordança de freqüència (com ara la banda LTE FDD B1/B3) i el mode de polarització (principalment polarització vertical), i la relació d'ones estacionàries (VSWR) ≤ 2.0 per reduir la pèrdua de desajust d'impedància.

La tecnologia MIMO millora la capacitat
La multiplexació espacial s'aconsegueix mitjançant múltiples entrades múltiples sortides (MIMO) tecnologia. Una configuració típica de 4×4 MIMO pot augmentar el rendiment de l'àrea de vora 30%-50%, suportant una velocitat màxima de 300 Mbps (80ample de banda de MHz).
La matriu d'antenes adopta un disseny de polarització creuada, combinat amb la precodificació (com la descomposició de SVD) per optimitzar l'efecte beamforming.

Diversitat anti-interferència
Tecnologia de la diversitat (MRC, SC) rep senyals a través de múltiples antenes per combatre l'esvaïment de camins múltiples i la interferència de l'entorn industrial, i millorar l'estabilitat de l'enllaç.

Optimització de la cobertura direccional
L'antena direccional aconsegueix un guany de 6-18 dBi mitjançant una matriu de pegats de microstrip, amb amplada del feix ajustable (30°-90° horitzontalment, 7°-15° verticalment), adequat per a escenaris de cobertura direccional com ara túnels i garatges subterranis.

Transmissió i recepció del senyal:
Les antenes LTE converteixen els senyals elèctrics en ones electromagnètiques per transmetre dades i rebre senyals entrants de les estacions base.

MIMO (Entrada múltiple Sortida múltiple):
LTE utilitza tecnologia MIMO, utilitzant diverses antenes per transmetre i rebre dades simultàniament, augmentant les taxes de dades i millorant la robustesa dels enllaços sense fil.

Formació de feixos:
Aquesta tècnica dirigeix ​​les ones de ràdio en una direcció específica, millora la força del senyal i redueix les interferències, sobretot a les estacions base.

Agregació de portadors:
LTE admet l'agregació d'operadors, combinant diverses bandes de freqüència per augmentar l'amplada de banda i les taxes de dades, requereixen antenes capaços de manejar rangs de freqüències més amplis.

Enfocaments de la diversitat:
LTE utilitza tècniques de diversitat, utilitzant múltiples antenes amb diferents polaritzacions o ubicacions per millorar la robustesa del senyal i reduir les interferències.

II. Indicadors clau i estratègies de selecció
Compatibilitat de bandes de freqüència
Ha de cobrir la banda de freqüència principal de 700-2700MHz, i escenaris específics necessiten suportar doble banda o multimode (com la solució d'antena única Cat.1bis per a dispositius portàtils).

Guany i adaptació d'escena
Zona de senyal feble: Seleccioneu una antena direccional d'alt guany de més de 12 dBi, i emparellar-lo amb un node de relé per ampliar la cobertura;
Àrea urbana densa: Antena omnidireccional (3-5dBi) optimitza la cobertura de 360°, amb una amplada del feix horitzontal de 65°-120°.

Nivell de protecció i interfície
El desplegament a l'aire lliure requereix un nivell de protecció IP67, i els escenaris industrials prefereixen interfícies de tipus SMA/N, suport de connectors impermeables i extensió de cable.

Selecció del tipus d'antena
Antena omnidireccional: 60° radiació uniforme, guanyeu 3-5 dBi per a estacions base urbanes i cobertura de la llar intel·ligent.
‌Antena de matriu MIMO‌: 4×4 multicanal, donar suport a la diversitat espacial i la multiplexació per a comunicacions mòbils d'alta velocitat i Internet de les coses industrial.
Antena de ventosa de banda ampla: 700-6000Cobertura de MHz, base magnètica per a una instal·lació ràpida per a comunicacions muntades en vehicles i monitorització remota.

Adaptació de protocols
Seleccioneu protocols compatibles segons el tipus de dispositiu:
‌Cat.1bis/NB-IoT‌: escenaris de banda estreta de baixa potència (com ara comptadors d'aigua, fanals intel·ligents);
‌LTE-M‌: dispositius mòbils de velocitat mitjana (com ara dispositius portàtils).

III. Escenaris d'aplicació típics i solucions de desplegament
Millora de l'àrea del senyal feble
Utilitzeu antenes direccionals externes d'alt guany (com les antenes periòdiques logarítmiques de 18 dBi), desplegar nodes de relé per aconseguir el relé de senyal, i combina la recepció de diversitat MIMO 2×2.

Escenaris mòbils d'alta velocitat
Les comunicacions dins dels vehicles han de suportar el seguiment dinàmic del feix i el canvi d'antena (Lliurament), compensar el desplaçament Doppler, i adaptar-se a escenaris com el ferrocarril d'alta velocitat i els drons.

‌Internet industrial de les coses‌
Antenes de banda ampla (700-2700MHZ) estan connectats als controladors PLC, les antenes redundants estan configurades per millorar la fiabilitat, i l'antena en cascada amplia la cobertura.

Ampliació de l'estació base
Ajust mecànic de la inclinació cap avall de l'antena (òptim 1°-5°) per evitar la distorsió del senyal; Les antenes direccionals s'utilitzen a les zones urbanes denses per reduir la interferència cocanal.

IV. Direcció Evolució Tecnològica
Integració d'ones mil·limètriques: miniaturització d'antenes de banda d'alta freqüència per suportar la banda ampla mòbil millorada 5G NR (eMBB);
Formació de feixos intel·ligent: L'algoritme d'IA optimitza la fase de matriu d'antenes en temps real per millorar l'eficiència de l'espectre en escenaris multiusuari.

La selecció ha d'integrar la banda de freqüència, guany, requisits d'entorn i protocol, i es prioritza el disseny modular per adaptar-se a futures actualitzacions.