Función y selección de antenas 4G LTE

Funciones y producción de antenas 4G LTE.

I. Funciones principales de las antenas 4G LTE
‌Recepción y conversión de señal‌
Antenas, como convertidores de ondas electromagnéticas y señales eléctricas., Realizar la interacción de datos entre estaciones base y terminales.. Deben cumplir los requisitos de coincidencia de frecuencias. (como LTE FDD banda B1/B3) y modo de polarización (polarización principalmente vertical), y la relación de onda estacionaria (VSWR) ≤ 2.0 para reducir la pérdida por desajuste de impedancia.

‌La tecnología MIMO mejora la capacidad‌
La multiplexación espacial se logra mediante múltiples entradas y múltiples salidas. (MIMO) tecnología. Una configuración MIMO 4×4 típica puede aumentar el rendimiento del área del borde al 30%-50%, soportando una velocidad máxima de 300Mbps (80ancho de banda MHz).
El conjunto de antenas adopta un diseño de polarización cruzada., combinado con precodificación (como la descomposición SVD) para optimizar el efecto de formación de haces.

‌Diversidad anti-interferencia‌
Tecnología de diversidad (MRC, CAROLINA DEL SUR) Recibe señales a través de múltiples antenas para combatir el desvanecimiento por trayectos múltiples y la interferencia del entorno industrial., y mejorar la estabilidad del enlace.

‌Optimización de cobertura direccional‌
La antena direccional logra una ganancia de 6-18 dBi a través de una matriz de parches de microcinta., con ancho de haz ajustable (30°-90° horizontalmente, 7°-15° verticalmente), adecuado para escenarios de cobertura direccional como túneles y garajes subterráneos.

Transmisión y recepción de señal:
Las antenas LTE convierten señales eléctricas en ondas electromagnéticas para transmitir datos y recibir señales entrantes desde estaciones base..

MIMO (Múltiples entradas Múltiples salidas):
LTE utiliza tecnología MIMO, Usar múltiples antenas para transmitir y recibir datos simultáneamente., aumentar las velocidades de datos y mejorar la solidez de los enlaces inalámbricos.

Formación de haces:
Esta técnica dirige las ondas de radio en una dirección específica., mejorar la intensidad de la señal y reducir la interferencia, especialmente en estaciones base.

Agregación de operadores:
LTE admite la agregación de operadores, combinar múltiples bandas de frecuencia para aumentar el ancho de banda y las velocidades de datos, requiriendo antenas capaces de manejar rangos de frecuencia más amplios.

Enfoques de diversidad:
LTE emplea técnicas de diversidad, Usar múltiples antenas con diferentes polarizaciones o ubicaciones para mejorar la robustez de la señal y reducir la interferencia..

II. Indicadores clave y estrategias de selección
‌Compatibilidad de bandas de frecuencia‌
Necesita cubrir la banda de frecuencia principal de 700-2700 MHz., y los escenarios específicos deben admitir banda dual o multimodo (como la solución de antena única Cat.1bis para dispositivos portátiles).

‌Adaptación de ganancia y escena‌
‌Área de señal débil‌: Seleccione una antena direccional de alta ganancia de más de 12 dBi, y combínelo con un nodo de retransmisión para ampliar la cobertura;
‌Área urbana densa‌: Antena omnidireccional (3-5dBi) optimiza la cobertura de 360°, con un ancho de haz horizontal de 65°-120°.

‌Nivel de protección e interfaz‌
La implementación en exteriores requiere un nivel de protección IP67, y los escenarios industriales prefieren interfaces tipo SMA/N, Soporta conectores impermeables y extensión de cable..

‌Selección del tipo de antena‌
‌Antena omnidireccional‌: 60° radiación uniforme, gane 3-5 dBi para estaciones base urbanas y cobertura de hogar inteligente.
‌Antena de matriz MIMO‌: 4×4 multicanal, soporte de diversidad espacial y multiplexación para comunicaciones móviles de alta velocidad e Internet de las cosas industrial.
‌Antena de ventosa de banda ancha‌: 700-6000Cobertura de megaciclos, base magnética para una instalación rápida para comunicaciones montadas en vehículos y monitoreo remoto.

‌Adaptación del protocolo‌
Seleccione protocolos compatibles según el tipo de dispositivo:
‌Cat.1bis/NB-IoT‌: escenarios de banda estrecha de baja potencia (como medidores de agua, farolas inteligentes);
‌LTE-M‌: dispositivos móviles de velocidad media (como dispositivos portátiles).

III. Escenarios de aplicación típicos y soluciones de implementación
‌Mejora del área de señal débil‌
Utilice antenas direccionales externas de alta ganancia (como antenas periódicas logarítmicas de 18dBi), implementar nodos de retransmisión para lograr la retransmisión de señales, y combinar recepción de diversidad MIMO 2×2.

‌Escenarios móviles de alta velocidad‌
Las comunicaciones dentro del vehículo deben soportar el seguimiento dinámico del haz y la conmutación de antenas. (Entregar), compensar el desplazamiento Doppler, y adaptarse a escenarios como el tren de alta velocidad y los drones.

‌Internet industrial de las cosas‌
Antenas de banda ancha (700-2700megahercio) están conectados a controladores PLC, Las antenas redundantes están configuradas para mejorar la confiabilidad., y la conexión en cascada de antenas amplía la cobertura.

‌ Expansión de la estación de base‌
Ajuste mecánico de la inclinación de la antena. (óptimo 1°-5°) para evitar la distorsión de la señal; Las antenas direccionales se utilizan en áreas urbanas densas para reducir la interferencia cocanal..

IV. Dirección de evolución tecnológica
‌Integración de ondas milimétricas‌: Miniaturización de antenas de banda de alta frecuencia para admitir banda ancha móvil mejorada 5G NR. (eMBB);
‌Formación de haces inteligente‌: El algoritmo de IA optimiza la fase del conjunto de antenas en tiempo real para mejorar la eficiencia del espectro en escenarios multiusuario.

La selección debe integrar la banda de frecuencia., ganar, requisitos ambientales y de protocolo, y se prioriza el diseño modular para adaptarse a futuras actualizaciones.