Funktion und Auswahl von 4G LTE -Antennen

Funktionen und Herstellung von 4G LTE-Antennen

ICH. Kernfunktionen von 4G LTE-Antennen
‌Signalempfang und -umwandlung‌
Antennen, als Wandler elektromagnetischer Wellen und elektrischer Signale, Realisieren Sie die Dateninteraktion zwischen Basisstationen und Terminals. Sie müssen den Anforderungen der Frequenzanpassung genügen (wie LTE-FDD-Band B1/B3) und Polarisationsmodus (hauptsächlich vertikale Polarisation), und das Stehwellenverhältnis (VSWR) ≤ 2.0 um Impedanzfehlanpassungsverluste zu reduzieren.

„MIMO-Technologie erhöht die Kapazität“.
Räumliches Multiplexing wird durch mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge erreicht (MIMO) Technologie. Eine typische 4×4-MIMO-Konfiguration kann den Randbereichsdurchsatz um erhöhen 30%-50%, unterstützt eine Spitzenrate von 300 Mbit/s (80MHz-Bandbreite).
Das Antennenarray verfügt über ein Kreuzpolarisationsdesign, kombiniert mit Vorkodierung (wie SVD-Zerlegung) um den Beamforming-Effekt zu optimieren.

‌Diversity Anti-Interferenz‌
Diversity-Technologie (MRC, SC) empfängt Signale über mehrere Antennen, um Mehrwegeschwund und Störungen in der Industrieumgebung zu bekämpfen, und die Verbindungsstabilität verbessern.

‌Optimierung der Richtungsabdeckung‌
Die Richtantenne erreicht durch ein Mikrostreifen-Patch-Array einen Gewinn von 6–18 dBi, mit verstellbarer Strahlbreite (30°-90° horizontal, 7°-15° vertikal), Geeignet für Richtungsabdeckungsszenarien wie Tunnel und Tiefgaragen.

Signalübertragung und -empfang:
LTE-Antennen wandeln elektrische Signale in elektromagnetische Wellen um, um Daten zu übertragen und eingehende Signale von Basisstationen zu empfangen.

MIMO (Mehrere Eingaben, mehrere Ausgaben):
LTE nutzt die MIMO-Technologie, Verwendung mehrerer Antennen zum gleichzeitigen Senden und Empfangen von Daten, increasing data rates and improving the robustness of wireless links.

Beamforming:
This technique directs radio waves in a specific direction, enhancing signal strength and reducing interference, especially in base stations.

Carrier Aggregation:
LTE supports carrier aggregation, combining multiple frequency bands to increase bandwidth and data rates, requiring antennas capable of handling wider frequency ranges.

Diversity Approaches:
LTE employs diversity techniques, using multiple antennas with different polarizations or locations to improve signal robustness and reduce interference.

Ii. Key Indicators and Strategies for Selection
‌Frequency Band Compatibility‌
It needs to cover the mainstream frequency band of 700-2700MHz, and specific scenarios need to support dual-band or multi-mode (wie die Cat.1bis-Einzelantennenlösung für tragbare Geräte).

‌Verstärkung und Szenenanpassung‌
‌Bereich mit schwachem Signal‌: Wählen Sie eine Richtantenne mit hoher Verstärkung und mehr als 12 dBi, und verknüpfen Sie es mit einem Relay-Knoten, um die Abdeckung zu erweitern;
‌Dichtes Stadtgebiet‌: Rundstrahlantenne (3-5dBi) Optimiert die 360°-Abdeckung, mit einer horizontalen Strahlbreite von 65°-120°.

‌Schutzstufe und Schnittstelle‌
Für den Einsatz im Freien ist die Schutzart IP67 erforderlich, und industrielle Szenarien bevorzugen SMA/N-Typ-Schnittstellen, Unterstützung wasserdichter Steckverbinder und Kabelverlängerungen.

‌Antennentypauswahl‌
‌Rundstrahlantenne‌: 60° gleichmäßige Strahlung, Gewinnen Sie 3–5 dBi für städtische Basisstationen und Smart-Home-Abdeckung.
‌MIMO-Array-Antenne‌: 4×4 Mehrkanal, Unterstützung räumlicher Vielfalt und Multiplexing für schnelle Mobilkommunikation und das industrielle Internet der Dinge.
‌Breitband-Saugnapfantenne‌: 700-6000MHz-Abdeckung, Magnetfuß für schnelle Installation für fahrzeugmontierte Kommunikation und Fernüberwachung.

‌Protokollanpassung‌
Wählen Sie je nach Gerätetyp kompatible Protokolle aus:
‌Cat.1bis/NB-IoT‌: Schmalbandszenarien mit geringem Stromverbrauch (wie zum Beispiel Wasserzähler, Intelligente Straßenlaternen);
‌LTE-M‌: Mobilgeräte mit mittlerer Geschwindigkeit (wie etwa tragbare Geräte).

III. Typische Anwendungsszenarien und Einsatzlösungen
‌Verstärkung des schwachen Signalbereichs‌
Verwenden Sie externe Richtantennen mit hoher Verstärkung (wie logarithmische periodische 18-dBi-Antennen), Setzen Sie Relaisknoten ein, um eine Signalweiterleitung zu erreichen, und kombinieren Sie MIMO 2×2 Diversity-Empfang.

‌Hochgeschwindigkeits-Mobilfunkszenarien‌
Die Kommunikation im Fahrzeug muss dynamische Strahlverfolgung und Antennenumschaltung unterstützen (Aushändigen), Kompensieren Sie die Doppler-Verschiebung, und passen Sie sich an Szenarien wie Hochgeschwindigkeitszüge und Drohnen an.

„Industrielles Internet der Dinge“.
Breitbandantennen (700-2700MHz) sind an SPS-Steuerungen angeschlossen, Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit sind redundante Antennen konfiguriert, und Antennenkaskadierung erweitert die Abdeckung.

‌Erweiterung der Basisstation‌
Mechanische Neigungsverstellung der Antenne (optimal 1°-5°) um Signalverzerrungen zu vermeiden; Richtantennen werden in dicht besiedelten städtischen Gebieten eingesetzt, um Gleichkanalstörungen zu reduzieren.

IV. Richtung der Technologieentwicklung
‌Millimeterwellenintegration‌: Miniaturisierung von Hochfrequenzbandantennen zur Unterstützung von 5G NR-verstärktem mobilem Breitband (eMBB);
‌Intelligentes Beamforming‌: Der KI-Algorithmus optimiert die Phase des Antennenarrays in Echtzeit, um die Spektrumeffizienz in Mehrbenutzerszenarien zu verbessern.

Die Auswahl muss das Frequenzband integrieren, gewinnen, Umgebungs- und Protokollanforderungen, und der modulare Aufbau hat Priorität, um sich an zukünftige Upgrades anzupassen.