1. Рабочая частота и полоса пропускания

Первым и наиболее важным фактором при выборе антенны является рабочая частота. Радиочастотные антенны должны быть спроектированы для работы в определенных частотных диапазонах, чтобы обеспечить оптимальную производительность и минимальные потери сигнала.

К распространенным частотным диапазонам относятся:

• Субгигагерцовые диапазоны (например, 433 МГц, 868 МГц, 915 МГц) для применения в системах дальнего действия и с низким энергопотреблением.

• 2,4 ГГц и 5,8 ГГц для приложений Wi-Fi, Bluetooth и ISM-диапазона.

• Диапазоны сотовой связи для LTE, NB-IoT и 5G

Помимо центральной частоты, не менее важна и полоса пропускания. В приложениях, требующих многодиапазонной или широкополосной связи, следует использовать антенны, специально разработанные для поддержки более широких диапазонов частот.

2. Требования к коэффициенту усиления и зоне покрытия антенны

Коэффициент усиления антенны определяет, насколько эффективно антенна фокусирует радиочастотную энергию в определенном направлении. Антенны с более высоким коэффициентом усиления могут передавать сигналы на большие расстояния, но обычно имеют более узкую диаграмму направленности.

• Антенны с низким коэффициентом усиления обеспечивают более широкое покрытие и подходят для устройств ближнего действия или мобильных устройств.

• Антенны с высоким коэффициентом усиления идеально подходят для связи «точка-точка» или стационарных установок, требующих передачи сигнала на большие расстояния.

Выбор оптимального коэффициента усиления предполагает баланс между зоной покрытия, дальностью связи и конфигурацией системы.

3. Диаграмма направленности и излучение

Диаграмма направленности описывает, как радиочастотная энергия распределяется вокруг антенны. В зависимости от области применения могут потребоваться различные диаграммы направленности:

• Всенаправленные антенны излучают сигналы равномерно во всех горизонтальных направлениях и широко используются во внутренних системах, шлюзах и мобильном оборудовании.

• Направленные антенны концентрируют энергию в определенном направлении, увеличивая дальность действия и уменьшая помехи; их часто используют в наружных или двухточечных каналах связи.

Понимание диаграммы направленности излучения помогает оптимизировать работу системы и минимизировать помехи сигнала.

4. Согласование поляризации

Поляризация — это ориентация электромагнитной волны, излучаемой антенной, обычно вертикальная, горизонтальная или круговая. Для достижения наилучших результатов передающая и приемная антенны должны иметь одинаковую поляризацию.

Несоответствие поляризации может привести к значительным потерям сигнала, особенно в сетях дальнего действия или на высоких частотах. В условиях частых отражений сигнала круговая поляризация может помочь повысить стабильность связи.

5. Условия установки: внутри или снаружи помещений.

Условия эксплуатации оказывают существенное влияние на проектирование антенн и выбор материалов.

• При разработке комнатных антенн приоритет отдавался компактным размерам, эстетичному внешнему виду и простоте установки.

• Для наружных антенн необходимы влагозащищенные корпуса, устойчивость к ультрафиолетовому излучению, защита от коррозии и надежные механические конструкции.

В промышленных и суровых условиях эксплуатации также могут потребоваться антенны с более высоким классом защиты IP и надежными разъемами.

6. Размер, способ крепления и тип разъема

Физические ограничения часто влияют на выбор антенны. Такие факторы, как размер антенны, способ крепления (магнитное крепление, панельное крепление, крепление на столб) и тип разъема (SMA, RP-SMA, N-тип и т. д.), должны быть совместимы с устройством и конфигурацией установки.

Правильная механическая интеграция обеспечивает не только стабильность работы, но и долговременную надежность.

7. Особенности, специфичные для конкретного применения

Различные беспроводные приложения предъявляют разные требования к радиочастотным антеннам, в том числе:

• Интернет вещей и интеллектуальные устройства

• Системы промышленной автоматизации и мониторинга

• Беспроводная передача данных и телеметрия

• Системы дистанционного управления и сигнализации

Выбор антенны, адаптированной к конкретным задачам, помогает максимально повысить эффективность системы и надежность связи.

Заключение

Выбор правильной радиочастотной антенны — ключевой шаг в проектировании надежной и эффективной системы беспроводной связи. Тщательно учитывая частоту, коэффициент усиления, диаграмму направленности, поляризацию, условия установки и требования к применению, инженеры могут значительно улучшить производительность системы и уменьшить количество проблем со связью.

Компания Zhenjiang Woshuang Wireless RF Technology Co., Ltd. предлагает широкий ассортимент радиочастотных антенн, подходящих для беспроводной связи, промышленных систем и индивидуальных радиочастотных решений. Благодаря профессиональным возможностям проектирования и поддержке в применении, мы помогаем клиентам выбирать и разрабатывать антенные решения, отвечающие их конкретным потребностям.