Dengan kemajuan pesat teknologi komunikasi tanpa wayar, pengkomersilan WiFi 6E menandakan kemasukan rasmi rangkaian wayarles awam ke dalam jalur frekuensi 6GHz. Untuk pembangun produk, jurutera rangkaian dan pengguna berprestasi tinggi, WiFi 6E bukan sekadar jalur frekuensi tambahan — ia memberikan pertumbuhan lebar jalur eksponen dan kependaman ultra rendah. Walau bagaimanapun, dari perspektif reka bentuk frekuensi radio (RF), pengenalan 6GHz juga memberikan cabaran fizikal yang belum pernah berlaku sebelum ini.
Bagaimana untuk mengoptimumkan pemilihan dan penempatan antena dalam ruang peranti yang terhad untuk mengimbangi penembusan 2.4GHz , kestabilan 5GHz dan 6GHz ? kelajuan puncak Artikel ini menyediakan analisis yang mendalam daripada empat perspektif: prinsip fizikal, parameter utama, perbandingan bahan dan reka letak praktikal.
Analisis mendalam ciri spektrum: Mengapa 6GHz memerlukan perhatian khusus?
Sebelum membincangkan pemilihan, kita mesti mengukur perbezaan prestasi fizikal bagi tiga jalur frekuensi dalam persekitaran dalaman.
2.4GHz: Asas Liputan
Jalur frekuensi 2.4GHz (2400-2483.5MHz) mempunyai panjang gelombang lebih kurang 12.5cm. Menurut teori perambatan gelombang elektromagnet, panjang gelombang yang lebih panjang mempamerkan keupayaan pembelauan yang lebih kuat dan kehilangan penembusan yang lebih rendah.
Kelebihan: Ia boleh menembusi pelbagai lapisan dinding dan halangan, dengan julat liputan yang paling luas.
Kelemahan: Kesesakan spektrum (hanya 3 saluran tidak bertindih), sangat terdedah kepada gangguan daripada Bluetooth, ketuhar gelombang mikro dan peranti wayarles bersebelahan.
5GHz: Titik Imbangan bagi Throughput
Jalur frekuensi 5GHz (5150-5850MHz) mempunyai panjang gelombang kira-kira 5.5 cm. Ia kini berfungsi sebagai tulang belakang rangkaian WiFi berprestasi tinggi.
Ciri-ciri: Menawarkan lebar jalur yang lebih tinggi, tetapi keupayaan penembusannya jauh lebih rendah daripada 2.4G. Dinding konkrit standard 10cm biasanya menyebabkan pengecilan isyarat melebihi 20dB.
6GHz (WiFi 6E): Puncak Kelajuan dan Had Fizikal
Jalur 6GHz (5925-7125MHz) ialah domain eksklusif WiFi 6E, beroperasi pada panjang gelombang kira-kira 4.5 cm.
Kelebihan: Menampilkan spektrum berterusan 1200MHz dengan sokongan untuk saluran lebar jalur 7160MHz, ia menghapuskan kesesakan sepenuhnya.
Cabaran: Frekuensi yang lebih tinggi mengakibatkan kehilangan laluan ruang bebas (FSPL) yang lebih besar. Formula FSPL = 20log10(d) + 20log10(f) + 20log10(4 π /c) menunjukkan bahawa penggandaan frekuensi membawa kepada peningkatan ketara dalam kerugian. Isyarat 6GHz hampir tidak dapat menembusi dinding bata pepejal, terutamanya bergantung pada perambatan garis pandang (LoS) dan pantulan dalaman.
Penunjuk Prestasi Teras untuk Pemilihan Antena
Untuk memenuhi keperluan kewujudan bersama berbilang jalur, pemilihan tidak seharusnya berdasarkan penampilan semata-mata, tetapi memerlukan penilaian menyeluruh terhadap parameter RF berikut:
2.1 Konfigurasi Berbeza Keuntungan
Keuntungan menentukan 'jarak' dan 'arah' sinaran isyarat. Dalam reka bentuk berbilang jalur, adalah disyorkan untuk menggunakan strategi keuntungan asimetri:
2.4GHz: Adalah disyorkan untuk mengekalkan keuntungan 2.0-3.5 dBi. Keuntungan yang berlebihan boleh memampatkan sudut liputan menegak, yang berpotensi melemahkan isyarat daripada peranti mudah alih berdekatan pada sudut tertentu.
5G/6GHz: Untuk mengimbangi pengecilan udara pantas jalur 6E, utamakan penyelesaian untung tinggi dengan prestasi 4.0-6.0 dBi. Dengan mempertingkatkan kedirectivity antena, tenaga isyarat tertumpu pada satah mendatar, dengan itu meningkatkan kedalaman liputan dalam satu bilik.
2.2 Nisbah Gelombang Tetap Voltan (VSWR) dan Liputan Spektrum Penuh
WiFi 6E mempunyai jalur frekuensi yang sangat lebar. Tidak seperti antena 5G tradisional yang biasanya beroperasi sehingga 5.85GHz, WiFi 6E memanjangkan liputannya kepada 7.125GHz.
Keperluan utama: Antena mesti mempunyai VSWR <2.0 merentasi julat frekuensi 5.9GHz-7.1GHz semasa pemilihan. VSWR yang terlalu tinggi akan menyebabkan peningkatan mendadak dalam penjanaan haba bahagian hadapan RF, yang berpotensi merosakkan penguat kuasa (PA), manakala ketidakpadanan impedans akan membawa kepada kejatuhan mendadak dalam pemprosesan data.
2.3 Penyelarasan Pengasingan dan Pelbagai antena
Teras WiFi 6E terletak pada teknologi MIMO (Multiple Input Multiple Output).
Keperluan pengasingan: Untuk dua antena dalam jalur frekuensi yang sama, pengasingan harus lebih baik daripada-15dB; untuk jalur frekuensi yang berbeza (cth, 5G dan 6G), pengasingan harus lebih baik daripada-20dB.
ECC (Kod Pembetulan Ralat): Metrik utama untuk menilai prestasi MIMO. Sistem mesti memenuhi keperluan ECC <0.1 semasa pemilihan, memastikan isyarat tidak berkorelasi merentas semua antena untuk memaksimumkan kecekapan pemultipleksan bahagian spatial.
Kelebihan dan Kelemahan Bentuk Antena yang Berbeza dan Padanan Pemandangan
Antena yang biasa ditemui di pasaran terbahagi kepada tiga kategori utama, setiap satu direka untuk aplikasi tertentu:
3.1 Antena Dipole Luaran
Ini adalah penyelesaian yang paling biasa untuk penghala dan gerbang perindustrian.
Kelebihan: Kecekapan sinaran tertinggi, biasanya melebihi 80%; pelarasan keuntungan yang mudah; dan kedudukan fizikal boleh laras.
Syor: Pilih antena dipol bersepadu tri-jalur. Antena ini mempunyai rongga resonan yang direka bentuk dengan tepat yang mencapai impedans rendah secara serentak merentasi jalur frekuensi 2.4GHz, 5GHz dan 6GHz.
3.2 Antena Papan Litar Bercetak Fleksibel (Antena FPC)
Ia biasanya ditemui dalam TV pintar, kotak OTT dan komputer riba.
Kelebihan: Dimensi ultra-nipis membolehkan ia dipasang di dalam selongsong plastik untuk pengukuran dalaman tanpa menjejaskan penampilan.
Petua Pemilihan: Antena FPC sangat terdedah kepada faktor persekitaran. Apabila memilih antena, pemalar dielektrik struktur pelekap mesti dipertimbangkan. Untuk WiFi 6E, frekuensi yang sangat tinggi bermakna walaupun ralat ikatan kecil boleh menyebabkan sisihan frekuensi.
3.3 Antena Cip Seramik
Ia biasanya digunakan dalam modul IoT kecil dan peranti boleh pakai.
Kelebihan: Pembungkusan padat (cth, 3216 atau 2012).
Had: Sistem ini beroperasi dengan kecekapan rendah dan lebar jalur yang sangat sempit. Dalam aplikasi WiFi 6E yang memerlukan liputan 1200MHz, antena seramik biasanya berprestasi buruk melainkan berbilang susunan antena seramik digabungkan.
Strategi Reka Letak Praktikal untuk Liputan Dioptimumkan
Selepas memilih jenis, cara antena disusun menentukan 50% prestasi akhir.
4.1 Kepelbagaian Polarisasi
Dalam persekitaran WiFi 6E, kesan berbilang laluan dalaman adalah sangat kompleks. Apabila semua antena berorientasikan menegak, isyarat terkutub mendatar dilemahkan dengan ketara.
Prinsip susun atur: Gunakan polarisasi silang. Contohnya, dalam penghala MIMO 4x4, dua antena dijajarkan secara menegak manakala dua lagi adalah secara mendatar atau pada sudut 45 darjah. Ini dengan ketara meningkatkan kestabilan isyarat untuk telefon mudah alih di bawah pelbagai kedudukan pegangan.
4.2 Pengurusan Pembersihan yang Tegas
Panjang gelombang 6GHz hanya berukuran 4.5cm, menjadikannya sangat sensitif terhadap halangan.
Dilarang: Objek logam besar (cth, penutup pelindung, sink haba, port USB) mesti disimpan sekurang-kurangnya 1.5cm dari titik suapan antena.
Kesan bayang-bayang: Malah kerajang kuprum pada PCB boleh mencipta 'kawasan bayang' isyarat yang ketara di bahagian belakangnya apabila diletakkan terlalu dekat dengan antena 6GHz.
4.3 Sifat Kehilangan Wayar yang Tidak Boleh Diabaikan
Pada 2.4GHz, kehilangan kabel sepaksi 10cm boleh diabaikan; bagaimanapun, pada 7GHz, kabel RG178 standard mempamerkan kerugian 1.5-2.0dB/m.
Penyelesaian: Pastikan jarak antara antena dan penyambung RF sesingkat mungkin. Jika kabel yang lebih panjang diperlukan, gunakan kabel kehilangan rendah 1.13mm atau 0.81mm dan pastikan padanan impedans pada penyambung.
Ringkasan: Peraturan Emas Liputan WiFi 6E
Untuk mencapai keserasian optimum antara 2.4G/5G dan WiFi 6E, tumpuan tidak seharusnya tertumpu pada mengejar 'antena terkuat' tunggal, tetapi lebih kepada membina sistem antena pelengkap.
Pembahagian peranan yang jelas: Antena 2.4G mengendalikan ketersambungan kritikal jarak jauh, manakala antena 6G menyampaikan kelajuan tahap berlepas dalam jarak 5-10 meter jarak penglihatan.
Keutamaan lebar jalur: Apabila memilih antena WiFi 6E, utamakan SWR lebar jalur penuh untuk memastikan prestasi stabil pada 7.125GHz.
Kepelbagaian ruang: gunakan polarisasi dan perbezaan sudut dengan baik untuk mengatasi titik buta isyarat yang disebabkan oleh oklusi dalaman.
Adakah anda mereka bentuk produk tertentu (seperti penghala Wi-Fi 7 atau set kepala VR)? Produk yang berbeza mempunyai keperluan antena yang berbeza-beza berdasarkan ruang dalaman dan bahan sarungnya. Jika anda memberikan dimensi produk atau bahan sarung, saya boleh mengesyorkan saiz pakej antena yang lebih khusus atau penyelesaian reka bentuk rujukan.
