Functie en selectie van 4G LTE -antennes

Functies en productie van 4G LTE-antennes

I. Kernfuncties van 4G LTE-antennes
‌Signaalontvangst en conversie‌
Antennes, als omzetters van elektromagnetische golven en elektrische signalen, realiseer data-interactie tussen basisstations en terminals. Ze moeten voldoen aan de eisen van frequentiematching (zoals LTE FDD-band B1/B3) en polarisatiemodus (voornamelijk verticale polarisatie), en de staande golfverhouding (VSWR) ≤ 2.0 om impedantie-mismatch-verlies te verminderen.

‌MIMO-technologie vergroot de capaciteit‌
Ruimtelijke multiplexing wordt bereikt door middel van meerdere invoer en meerdere uitvoer (MIMO) technologie. Een typische 4×4 MIMO-configuratie kan de doorvoer van het edge-gebied vergroten 30%-50%, ondersteunt een pieksnelheid van 300 Mbps (80MHz bandbreedte).
De antenne-array heeft een kruispolarisatieontwerp, gecombineerd met voorcodering (zoals SVD-ontleding) om het beamforming-effect te optimaliseren.

‌Diversiteit anti-interferentie‌
Diversiteit technologie (MRC, SC) ontvangt signalen via meerdere antennes om multipath-fading en interferentie in de industriële omgeving tegen te gaan, en verbetering van de verbindingsstabiliteit.

‌Directionele dekkingsoptimalisatie‌
De directionele antenne bereikt een versterking van 6-18 dBi via een microstrip-patcharray, met verstelbare straalbreedte (30°-90° horizontaal, 7°-15° verticaal), geschikt voor directionele dekkingsscenario's zoals tunnels en ondergrondse garages.

Signaalverzending en -ontvangst:
LTE-antennes zetten elektrische signalen om in elektromagnetische golven om gegevens te verzenden en binnenkomende signalen van basisstations te ontvangen.

MIMO (Meerdere invoer Meerdere uitvoer):
LTE maakt gebruik van MIMO-technologie, meerdere antennes gebruiken om tegelijkertijd gegevens te verzenden en te ontvangen, het verhogen van de datasnelheden en het verbeteren van de robuustheid van draadloze verbindingen.

Straalvorming:
Deze techniek stuurt radiogolven in een specifieke richting, het verbeteren van de signaalsterkte en het verminderen van interferentie, vooral in basisstations.

Carrier-aggregatie:
LTE ondersteunt carrieraggregatie, het combineren van meerdere frequentiebanden om de bandbreedte en datasnelheden te vergroten, waarvoor antennes nodig zijn die een breder frequentiebereik kunnen verwerken.

Diversiteitsbenaderingen:
LTE maakt gebruik van diversiteitstechnieken, het gebruik van meerdere antennes met verschillende polarisaties of locaties om de signaalrobuustheid te verbeteren en interferentie te verminderen.

II. Sleutelindicatoren en strategieën voor selectie
‌Frequentieband-compatibiliteit‌
Het moet de reguliere frequentieband van 700-2700 MHz bestrijken, en specifieke scenario's moeten dual-band of multi-mode ondersteunen (zoals Cat.1bis enkele antenne-oplossing voor draagbare apparaten).

‌Versterking en scène-aanpassing‌
‌Zwak signaalgebied‌: Selecteer een directionele antenne met hoge versterking van meer dan 12 dBi, en koppel het aan een relaisknooppunt om de dekking uit te breiden;
‌Dicht stedelijk gebied‌: Omnidirectionele antenne (3-5dBi) optimaliseert de dekking van 360°, met een horizontale straalbreedte van 65°-120°.

‌Beschermingsniveau en interface‌
Voor gebruik buitenshuis is IP67-beschermingsniveau vereist, en industriële scenario's geven de voorkeur aan interfaces van het SMA/N-type, ondersteunende waterdichte connectoren en kabelverlenging.

‌Antennetype selecteren‌
‌Omnidirectionele antenne‌: 60° uniforme straling, winst van 3-5 dBi voor stedelijke basisstations en slimme thuisdekking.
‌MIMO-array-antenne‌: 4×4 meerkanaals, ondersteuning van ruimtelijke diversiteit en multiplexing voor snelle mobiele communicatie en het industriële internet der dingen.
‌Breedband zuignapantenne‌: 700-6000MHz-dekking, magnetische basis voor snelle installatie voor communicatie op een voertuig en bewaking op afstand.

‌Protocolaanpassing‌
Selecteer compatibele protocollen op basis van het apparaattype:
‌Cat.1bis/NB-IoT‌: smalbandscenario's met laag vermogen (zoals watermeters, slimme straatverlichting);
‌LTE-M‌: mobiele apparaten met gemiddelde snelheid (zoals draagbare apparaten).

III. Typische toepassingsscenario's en implementatieoplossingen
‌Zwak signaalgebiedverbetering‌
Gebruik externe richtantennes met hoge versterking (zoals 18dBi logaritmische periodieke antennes), zet relaisknooppunten in om signaalrelais te bereiken, en combineer MIMO 2×2 diversiteitsontvangst.

‌Snelle mobiele scenario's‌
Communicatie in voertuigen moet dynamische bundeltracking en antenneschakeling ondersteunen (Overdracht), compenseren voor Dopplerverschuiving, en zich aanpassen aan scenario's zoals hogesnelheidstreinen en drones.

‌Industriële internet der dingen‌
Breedband antennes (700-2700MHz) zijn aangesloten op PLC-controllers, redundante antennes zijn geconfigureerd om de betrouwbaarheid te verbeteren, en antennecascadering vergroot de dekking.

‌Uitbreiding basisstation‌
Mechanische kantelverstelling van de antenne (optimaal 1°-5°) om signaalvervorming te voorkomen; richtantennes worden gebruikt in dichtbevolkte stedelijke gebieden om co-channelinterferentie te verminderen.

Iv. Richting van de technologische evolutie
‌Millimetergolfintegratie‌: miniaturisatie van hoogfrequente bandantennes ter ondersteuning van 5G NR-verbeterde mobiele breedband (eMBB);
‌Intelligente straalvorming‌: Het AI-algoritme optimaliseert de fase van de antenne-array in realtime om de spectrumefficiëntie te verbeteren in scenario's met meerdere gebruikers.

De selectie moet de frequentieband integreren, verdienen, omgevings- en protocolvereisten, en modulair ontwerp krijgt prioriteit om zich aan te passen aan toekomstige upgrades.