Utilizați o antenă MIMO 5G compactă pentru o conectivitate și o estetică optime

Implementarea rețelelor 5G este accelerată rapid în întreaga lume pentru a oferi viteze de transfer de date mai mari, capacitate sporită și conectivitate fără întreruperi. Tehnologia antenelor cu intrări și ieșiri multiple (MIMO) este crucială pentru îndeplinirea promisiunilor 5G, printre care se numără transmisia și recepția simultană a mai multor fluxuri de date, îmbunătățirea eficienței spectrale și performanța generală a rețelei.

Deși sunt disponibile numeroase opțiuni de antene, în multe aplicații sunt preferate antenele MIMO mici, cu profil redus, pe care proiectanții le pot integra în sisteme cu spațiu limitat sau le pot plasa în locații discrete în aplicații de securitate, rezidențiale, de vânzare cu amănuntul și altele.

Acest articol analizează pe scurt provocările cu care se confruntă proiectanții de dispozitive 5G mici și discrete. În continuare, este prezentată o antenă MIMO 5G/4G compactă de la Taoglas, care satisface nevoile proiectanților, oferind, în același timp, o acoperire largă a spectrului, compatibilitate globală și ușurință în utilizare.

Aplicații și provocări pentru antenele MIMO 5G compacte și cu profil redus

Instalarea discretă a unor antene MIMO 5G mici și cu profil redus poate asigura vitezele de transfer de date și acoperirea necesare în multe aplicații. Proiectanții electronicelor de consum și sistemelor de securitate doresc să ofere performanțe 5G fără a compromite aspectul estetic. În aplicațiile de transport și industriale, antenele compacte pot elimina impactul vizual deranjant pe care antenele convenționale mai mari l-ar putea avea asupra operatorilor de vehicule sau de echipamente. Antenele compacte permit proiectanților să adauge mai ușor conectivitatea 5G în aplicații mai mici, autonome, cum ar fi semnalizarea digitală, chioșcurile cu puncte de vânzare și aparatura de rețea.

Pentru aplicațiile din sistemele de procese industriale și Internetul lucrurilor (IoT), proiectanții pot adăuga cu ușurință antene MIMO 5G mici pentru a asigura conectivitatea de rețea 5G în locații îndepărtate sau pentru a servi drept opțiune de conectivitate de rezervă pentru rețelele de comunicații existente.

Utilizarea mai multor antene și procesarea asociată permite multiplexarea fluxurilor de date individuale pentru a îmbunătăți fiabilitatea legăturii și pentru a compensa pierderile de semnal, astfel încât să se mențină viteze mari de transfer de date. Antenele MIMO combat pierderile de semnal care apar în comunicațiile cu unde milimetrice din cauza distanței mari pe care o parcurg semnalele și din cauza fenomenului de scădere temporară a semnalului din cauza condiţiilor de propagare pe căi multiple, care este amplificat de utilizarea celulelor mici în rețelele 5G.

Deși tehnologia MIMO oferă beneficii semnificative, aceasta prezintă, totodată, probleme de implementare. Printre aceste provocări se numără minimizarea cuplajelor reciproce și maximizarea izolării între elementele unei antene MIMO pentru asigurarea unei performanțe optime a radiațiilor.

Proiectele anterioare de antene MIMO au abordat aceste probleme crescând distanța fizică dintre antene. Astfel, utilizatorii au fost nevoiți să se ocupe de instalarea unor sisteme de antene mari. Pe măsură ce proiectanții caută să se adapteze instalațiilor în cazul cărora spațiul este limitat, spațiul fizic pentru amplasarea mai multor antene într-un proiect de antenă MIMO devine mult mai limitat. Ca urmare, efecte precum cuplajele reciproce și eficiența redusă devin mai pronunțate.

Depășirea acestor provocări necesită noi abordări care implică materiale mai avansate, metode de decuplare, miniaturizare și o proiectare optimizată a planului de masă.

O soluție mai simplă pentru instalarea antenelor 5G

Un exemplu excelent de aplicare a noilor abordări este antena MIMO din seria Comet MA322.A.001 de la Taoglas (Figura 1). Acest dispozitiv oferă performanțe MIMO 5G într-un format de tip puc, cu profil redus, cu dimensiunile de 80 x 18,1 milimetri (mm) și greutatea de 113 grame (g).

Figura 1: Proiectată pentru a fi instalată ușor și discret cu ajutorul montării magnetice sau adezive, dimensiunea antenei MIMO 5G MA322 este de doar 80 x 18,1 mm. (Sursa imaginii: Taoglas)

Factorul de formă și greutatea MA322 permit utilizarea acesteia în aplicații în care antenele mari și grele nu sunt opțiuni practice sau de preferat. De asemenea, aceasta este proiectată pentru montare magnetică sau adezivă, oferind conectivitate 5G în aplicațiile existente în care orificiile de montare perforate nu reprezintă o opțiune preferată. Printre acestea se numără aplicații cum ar fi vehiculele serviciilor de prim-ajutor și cele ale serviciilor de urgență, care au nevoie de comunicații 5G modernizate. Pentru simplificarea conectării antenei la aplicația utilizatorilor, fiecare dintre conexiunile MIMO 1 și 2 ale acestei antene este prevăzută cu un cablu de 2 metri (m) cu pierderi reduse, cu conectori subminiaturali de înaltă frecvență, versiunea A (SMA).

Potrivită pentru instalare în interior sau în exterior, carcasa antenei are un interval de temperatură de funcționare cuprins între -40 °C și +85 °C, având clasificare IP67 și asigurând protecție împotriva prafului și a pătrunderii apei la scufundarea în apă la o adâncime de până la 1 m. Carcasa acesteia este fabricată din plastic acrilonitril stiren acrilat (ASA) pentru a asigura stabilitatea la ultraviolete (UV) necesară pentru instalațiile exterioare pe termen lung. De asemenea, este inclusă și o plăcuță din spumă 3M separată, care permite montarea adezivă pe suprafețele nemagnetice.

Antena este conformă cu reglementările Uniunii Europene (UE) privind înregistrarea, evaluarea, autorizarea și restricționarea substanțelor chimice (REACH) și cu legislația UE privind restricționarea substanțelor periculoase (RoHS).

Performanță înaltă, cu compatibilitate pentru frecvențele celulare la nivel mondial

Proiectată cu două antene 5G/4G de înaltă performanță, MA322 acceptă frecvențele celulare 5G la nivel mondial și benzile 4G, 3G și 2G de la 617 megahertzi (MHz) la 5925 MHz. Face acest lucru în timp ce oferă caracteristici de performanță care lipsesc, de obicei, în cazul antenelor mici.

Antena MA322 se caracterizează prin pierderi la retur reduse și un raport al undei staționare de tensiune (VSWR) specific de zero, operând la niveluri de eficiență tipice pentru antene mici, fără să compromită performanța semnalului (Figura 2).

Figura 2: Un design inovator permite MA322 să ofere niveluri de eficiență care, înainte, nu puteau fi atinse în cazul antenelor de dimensiuni similare în format de tip puc. (Sursa imaginii: Taoglas)

Proiectată pentru a satisface cerințele proiectanților în materie de comunicații cu rază lungă de acțiune și de atenuare a pierderilor de traseu, antena MA322 atinge niveluri stabile de câștig de vârf (Figura 3) și modele excelente de radiație omnidirecțională (Figura 4) în întregul interval al frecvențelor sale de funcționare. Câștigul său maxim de vârf este de 4,2 decibeli în raport cu izotropul (dBi), iar intervalul frecvențelor sale de funcționare include banda de frecvență de 3550 MHz ce se află în benzile 5G utilizate frecvent în Statele Unite și Europa.

Figura 3: MA322 satisface cererea de câștig de vârf stabil, atingând un câștig de vârf maxim specificat de 4,2 dBi. (Sursa imaginii: Taoglas)

Figura 4: MA322 oferă modele de radiație extrem de uniforme în întregul interval al frecvențelor sale de funcționare, inclusiv în banda de frecvență de 3550 MHz prezentată aici. (Sursa imaginii: Taoglas)

Datorită performanțelor sale stabile și a instalării ușoare, antena MA322 oferă proiectanților o soluție de instalare 5G pregătită pentru o gamă tot mai largă de aplicații.

Concluzie

Disponibilitatea unor materiale și metode de proiectare mai avansate a permis dezvoltarea antenelor MIMO mici de la Taoglas care pot atinge nivelurile de câștig și eficiență necesare pentru funcționarea 5G. Acest dispozitiv compact, cu profil redus, permite proiectanților să adauge conectivitatea 5G în cazul aplicațiilor cu spațiu limitat în care securitatea, estetica și ușurința în utilizare sunt obligatorii.