عملکرد و انتخاب آنتن های 4G LTE

عملکرد و تولید آنتن های 4G LTE

من. عملکردهای اصلی آنتن های 4G LTE
دریافت و تبدیل سیگنال
آنتن ها, به عنوان مبدل امواج الکترومغناطیسی و سیگنال های الکتریکی, درک تعامل داده بین ایستگاه های پایه و پایانه ها. آنها باید الزامات تطبیق فرکانس را برآورده کنند (مانند باند LTE FDD B1/B3) و حالت پلاریزاسیون (به طور عمده قطبش عمودی), و نسبت موج ایستاده (VSWR) ≤ 2.0 برای کاهش تلفات عدم تطابق امپدانس.

فناوری MIMO ظرفیت را افزایش می دهد
چندگانه سازی فضایی از طریق خروجی چندگانه ورودی چندگانه حاصل می شود (MIMO) فناوری. یک پیکربندی معمولی 4×4 MIMO می تواند توان عملیاتی ناحیه لبه را افزایش دهد 30%-50%, پشتیبانی از حداکثر سرعت 300 مگابیت بر ثانیه (80پهنای باند مگاهرتز).
آرایه آنتن از یک طرح قطبش متقاطع استفاده می کند, همراه با پیش کدگذاری (مانند تجزیه SVD) برای بهینه سازی اثر شکل دهی پرتو.

‌Diversity anti-interference‌
Diversity technology (MRC, SC) receives signals through multiple antennas to combat multipath fading and industrial environment interference, and improve link stability.

‌Directional coverage optimization‌
The directional antenna achieves 6-18dBi gain through a microstrip patch array, with adjustable beam width (30°-90° horizontally, 7°-15° vertically), suitable for directional coverage scenarios such as tunnels and underground garages.

Signal Transmission and Reception:
LTE antennas convert electrical signals into electromagnetic waves to transmit data and receive incoming signals from base stations.

MIMO (Multiple Input Multiple Output):
LTE utilizes MIMO technology, using multiple antennas to transmit and receive data simultaneously, 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 (such as Cat.1bis single antenna solution for wearable devices).

‌Gain and scene adaptation‌
‌Weak signal area‌: Select a high-gain directional antenna of more than 12dBi, and match it with a relay node to expand coverage;
‌Dense urban area‌: Omnidirectional antenna (3-5dBi) optimizes 360° coverage, with a horizontal beam width of 65°-120°.

‌Protection level and interface‌
Outdoor deployment requires IP67 protection level, and industrial scenarios prefer SMA/N-type interfaces, supporting waterproof connectors and cable extension.

‌Antenna type selection‌
‌Omnidirectional antenna‌: 60° uniform radiation, gain 3-5dBi for urban base stations and smart home coverage.
‌MIMO array antenna‌: 4×4 multi-channel, پشتیبانی از تنوع فضایی و مالتی پلکس شدن برای ارتباطات سیار پرسرعت و اینترنت اشیاء صنعتی.
آنتن مکنده باند پهن: 700-6000پوشش مگاهرتز, پایه مغناطیسی برای نصب سریع برای ارتباطات روی خودرو و نظارت از راه دور.

انطباق پروتکل
پروتکل های سازگار را با توجه به نوع دستگاه انتخاب کنید:
Cat.1bis/NB-IoT‌: سناریوهای باند باریک کم مصرف (مانند کنتورهای آب, چراغ های خیابانی هوشمند);
LTE-M: دستگاه های موبایل با سرعت متوسط (مانند دستگاه های پوشیدنی).

سوم. سناریوهای کاربردی معمولی و راه حل های استقرار
بهبود ناحیه سیگنال ضعیف
از آنتن های جهت دار خارجی با بهره بالا استفاده کنید (مانند آنتن های دوره ای لگاریتمی 18dBi), برای دستیابی به رله سیگنال، گره های رله را مستقر کنید, و دریافت تنوع MIMO 2×2 را ترکیب کنید.

سناریوهای پرسرعت موبایل
ارتباطات داخل خودرو باید از ردیابی پرتو پویا و سوئیچینگ آنتن پشتیبانی کند (تحویل), جابجایی داپلر را جبران کند, و با سناریوهایی مانند راه آهن پرسرعت و هواپیماهای بدون سرنشین سازگار شوند.

اینترنت صنعتی اشیا
آنتن های باند پهن (700-2700MHz) به کنترلرهای PLC متصل می شوند, آنتن های اضافی برای بهبود قابلیت اطمینان پیکربندی شده اند, و آبشار آنتن پوشش را افزایش می دهد.

گسترش ایستگاه پایه
تنظیم مکانیکی شیب آنتن (بهینه 1-5 درجه) برای جلوگیری از اعوجاج سیگنال; از آنتن های جهت دار در مناطق شهری متراکم برای کاهش تداخل کانال مشترک استفاده می شود.

من. جهت تکامل فناوری
ادغام موج میلیمتری: کوچک سازی آنتن های باند فرکانس بالا برای پشتیبانی از پهنای باند موبایل پیشرفته 5G NR (eMBB);
پرتوسازی هوشمند: الگوریتم هوش مصنوعی فاز آرایه آنتن را در زمان واقعی بهینه می کند تا کارایی طیف را در سناریوهای چند کاربره بهبود بخشد..

انتخاب نیاز به ادغام باند فرکانسی دارد, به دست آوردن, شرایط محیطی و پروتکل, و طراحی مدولار برای انطباق با ارتقاهای آینده در اولویت است.