في عالم التكنولوجيا المتصلة ، غالبًا ما تمر الهوائيات دون أن يلاحظها أحد - وهي تلعب دورًا مهمًا في كيفية تواصل الأجهزة الذكية. من أجهزة تتبع اللياقة إلى ترموستات ذكية ، يمكن أن يؤثر أداء الهوائي بشكل مباشر على ما إذا كان الجهاز يتصل بسرعة أو يتواصل بشكل موثوق أو فشل في تحقيق النتائج المتوقعة.
يتضمن اختيار الهوائي الأيمن أكثر من اختيار الحجم أو التردد. يتعلق الأمر بمواءمة المتطلبات الفنية مع البيئة الواقعية التي سيواجهها جهازك. دعنا نقسم الاعتبارات الرئيسية لمساعدتك على اختيار بحكمة.
فهم دور الجهاز
قبل أن تفكر في المواصفات ، خذ خطوة إلى الوراء وفكر في كيفية عمل جهازك.
ما هو الاستخدام المقصود؟
تأتي الأجهزة الذكية المختلفة مع قيود وتوقعات التصميم الخاصة بها:
قد يحتاج متتبع اللياقة البدنية يمكن ارتداؤه إلى الحفاظ على إشارات Bluetooth مستقرة بالقرب من جسم الإنسان.
قد تتطلب وحدة تحكم الإضاءة الذكية في المنزل دعم Wi-Fi مزدوج النطاق.
قد يحتاج المستشعر الخارجي الذي تم نشره في موقع صناعي إلى اتصال LORA طويل المدى ويتم بناؤه للتعامل مع الأمطار أو الغبار أو درجات الحرارة القصوى.
إن فهم سياق الحياة الواقعية لجهازك سيساعد على تضييق أنواع الهوائيات وأدخلات الأداء في وقت مبكر من العملية.
تطابق الهوائي مع بروتوكولات الاتصال
ما هي التقنيات اللاسلكية التي ستستخدمها؟
تم تصميم الهوائيات مع نطاقات تردد محددة. أولاً ، حدد المعايير التي يجب أن يدعمها جهازك. وتشمل تلك الشائعة:
Wi-Fi (2.4 جيجا هرتز / 5 جيجا هرتز)
البلوتوث (2.4 جيجا هرتز)
zigbee أو thread (2.4 جيجا هرتز)
4G / LTE / NB-IOT / 5G
GPS / GNSS
نطاقات Lora أو Sub-GHz ISM
إذا احتاج جهازك إلى دعم بروتوكولات متعددة ، فيمكنك استخدام الهوائيات التحرير والسرد أو فصل الهوائيات لكل نطاق. كن حذرًا على الرغم من أن الكثير من الهوائيات يمكن أن يؤدي إلى تداخل أو مساحة محدودة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
تقرر بين الهوائيات الداخلية والخارجية
هل التصميم الأنيق أكثر أهمية ، أم قوة إشارة؟
هناك فئتان رئيسيتان للاختيار من بينها:
الهوائيات الداخلية
يتم دمجها مباشرة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو العلبة. ومن الأمثلة على ذلك هوائيات الرقائق والهوائيات النزرة. فوائد:
لا توجد أجزاء تخرج
مخاطر أقل من الضرر
أكثر جمالية
ومع ذلك ، فإن الهوائيات الداخلية حساسة للغاية للمواد والمواد المحيطة بها ، وخاصة المواد البلاستيكية والمعادن.
الهوائيات الخارجية
يتم إرفاقها بالخارج من الجهاز ، غالبًا عبر الكابل أو الموصل. تشمل الفوائد:
نطاق أفضل وإشارة قوة الإشارة
أسهل ضبط وتعديل
أقل تأثراً بالتخطيط الداخلي
لكنها تضيف الجزء الأكبر وليست مثالية للأدوات الاستهلاكية الأنيقة.
عامل في الحجم والتخطيط
ما مقدار المساحة المادية التي لديك؟
يرتبط حجم الهوائي مباشرة بالطول الموجي للتردد المستخدم. لهذا السبب عادةً ما لا يمكن للأجهزة الصغيرة ذات الهوائيات الصغيرة الوصول إلى أبعد أو تؤدي بقوة.
تعتبر هوائيات الرقائق رائعة في العبوات الصغيرة ولكنها تتطلب ضبط ثنائي الفينيل متعدد الكلور دقيق.
يمكن للهوائيات المرنة أن تنحني حول الزوايا - وهي سرية للأجهزة القابلة للارتداء أو النظارات الذكية.
الهوائيات التصحيح أفضل للاحتياجات GPS أو الاتجاه ، على الرغم من أنها يمكن أن تكون ضخمة.
تأكد من ترك ما يكفي من التخليص من الأجزاء المعدنية والبطاريات وعناصر التدريع للحفاظ على الأداء.
لا تتجاهل البيئة
أين سيتم استخدام الجهاز؟
هوائي يعمل بشكل جيد في المختبر قد لا ينجو من العالم الحقيقي. اسأل نفسك:
هل سيتم استخدام الجهاز في الداخل أو في الهواء الطلق?
هل هناك متطرفة في درجة الحرارة , رطوبة ، أو الغبار?
هل هناك إلكترونيات أخرى في مكان قريب قد تسبب التداخل?
الموافقات التنظيمية المسألة
يمكن أن يؤثر اختيار الهوائي الخاص بك أيضًا على ما إذا كان منتجك يجتاز FCC , CE ، أو اختبارات الامتثال الأخرى . الفشل الشهادة بسبب مشاكل الإشعاع أو سوء العزلة يمكن أن يؤدي إلى إعادة تصميم باهظة الثمن.
يمكن أن يجعل اختيار هوائي مع بيانات الأداء المهدئة مسبقًا هذه العملية أكثر سلاسة وأقل مخاطرة.
مراجعة مواصفات الأداء التي تهم بالفعل
بعض المواصفات التقنية تستحق الفهم ، حتى لو لم تكن مهندس RF.
بحث:
الكفاءة - يخبرك كيف يقوم الهوائي بتحويل طاقة الإدخال إلى إشارة مشعة. كلما كان ذلك أفضل.
كسب - مقياس لمدى جودة الهوائي الطاقة. غالبًا ما تعمل الهوائيات ذات الأداء العالي بشكل أفضل في الإعدادات الثابتة والاتجاهية.
نمط الإشعاع - الهوائيات متعددة الاتجاهات تشع في جميع الاتجاهات. يركز الهوائيات الاتجاهية الطاقة ، مما يجعلها مفيدة في الروابط المستهدفة.
هوائي اتجاهي عالي الأداء رائع للطائرات بدون طيار أو معدات المراقبة الثابتة. بالنسبة للأجهزة المحمولة أو المحمولة باليد ، ستحتاج إلى توزيع شيء أكثر بالتساوي.
اختبر دائمًا في ظروف حقيقية
المحاكاة ليست كافية
حتى هوائي مطابق جيدًا على الورق يمكن أن يفشل في إعداد العالم الحقيقي.
استخدم أدوات مثل محللات , شبكة محللات الطيف ، و anechoic Chambers.
انتبه إلى التوظيف والدرع وحتى الغلاف البلاستيكي - كل ذلك يؤثر على الأداء.
اضبط دوائر المطابقة الخاصة بك أو قم بضبط الهوائي إذا كنت لا تفي بأهداف أدائك.
لا تتخطى مرحلة الاختبار. يمكن أن تكشف عن عيوب التصميم التي تفتقدها نماذج CAD.
بعض الأفكار الختامية
اختيار الهوائي المناسب لا يتعلق بإيجاد 'أفضل ' في السوق. يتعلق الأمر بإيجاد الوضع المناسب لموقفك المحدد.
توازن الأداء والحجم والبيئة والاحتياجات التنظيمية. اعمل عن كثب مع فريق RF الخاص بك - أو الحصول على مساعدة خبراء في وقت مبكر من مرحلة التصميم. هذه الشظية الصغيرة من المعادن أو السيراميك يمكن أن تجعل أو كسر اتصال منتجك.
