Kwa maendeleo ya haraka ya teknolojia ya mawasiliano yasiyotumia waya, biashara ya WiFi 6E inaashiria kuingia rasmi kwa mitandao ya kiraia isiyotumia waya kwenye bendi ya masafa ya 6GHz. Kwa wasanidi wa bidhaa, wahandisi wa mtandao, na watumiaji wenye utendakazi wa hali ya juu, WiFi 6E ni zaidi ya bendi ya masafa ya ziada - inatoa ukuaji mkubwa wa kipimo data na utulivu wa chini kabisa. Hata hivyo, kutokana na mtazamo wa muundo wa masafa ya redio (RF), kuanzishwa kwa 6GHz pia kunatoa changamoto za kimwili ambazo hazijawahi kushuhudiwa.
Jinsi ya kuboresha uteuzi na uwekaji wa antena ndani ya nafasi ndogo ya kifaa ili kusawazisha kupenya kwa 2.4GHz , uthabiti wa 5GHz na kasi ya kilele ya 6GHz ? Makala haya yanatoa uchambuzi wa kina kutoka kwa mitazamo minne: kanuni za kimwili, vigezo muhimu, ulinganisho wa nyenzo, na mpangilio wa vitendo.
Uchambuzi wa kina wa sifa za wigo: Kwa nini 6GHz inahitaji uangalifu maalum?
Kabla ya kujadili uteuzi, ni lazima tuhesabu tofauti za utendakazi wa bendi tatu za masafa katika mazingira ya ndani.
2.4GHz: Msingi wa Chanjo
Bendi ya masafa ya 2.4GHz (2400-2483.5MHz) ina urefu wa wimbi wa takriban 12.5cm. Kulingana na nadharia ya uenezi wa mawimbi ya kielektroniki, urefu wa mawimbi marefu huonyesha uwezo mkubwa zaidi wa utenganishaji na upotevu mdogo wa kupenya.
Manufaa: Inaweza kupenya kupitia tabaka nyingi za kuta na vizuizi, ikiwa na safu pana zaidi ya chanjo.
Hasara: Msongamano wa Spectrum (vituo 3 pekee visivyopishana), vinavyoathiriwa sana na Bluetooth, oveni za microwave, na vifaa vya jirani visivyo na waya.
5GHz: Sehemu ya Salio ya Upitishaji
Bendi ya masafa ya GHz 5 (5150-5850MHz) ina urefu wa wimbi la takriban 5.5 cm. Kwa sasa inatumika kama uti wa mgongo wa mitandao ya WiFi yenye utendaji wa juu.
Vipengele: Inatoa kipimo data cha juu, lakini uwezo wake wa kupenya ni duni sana kwa 2.4G. Ukuta wa zege wa 10cm kawaida husababisha upunguzaji wa mawimbi zaidi ya 20dB.
6GHz (WiFi 6E): Kilele cha Kasi na Kikomo cha Kimwili
Bendi ya 6GHz (5925-7125MHz) ni kikoa cha kipekee cha WiFi 6E, kinachofanya kazi kwa urefu wa takriban sm 4.5.
Manufaa: Inaangazia wigo endelevu wa 1200MHz na usaidizi wa hadi chaneli za kipimo data cha 7160MHz, huondoa msongamano kabisa.
Changamoto: Masafa ya juu husababisha upotezaji mkubwa wa njia ya nafasi huru (FSPL). Fomula ya FSPL = 20log10(d) + 20log10(f) + 20log10(4 π /c) inaonyesha kwamba kurudia mara mbili ya mzunguko husababisha ongezeko kubwa la hasara. Ishara ya 6GHz haiwezi kupenya kuta dhabiti za matofali, hasa ikitegemea uenezi wa mstari wa kuona (LoS) na uakisi wa ndani.
Viashiria vya Utendaji vya Msingi kwa Uchaguzi wa Antena
Ili kukidhi mahitaji ya kuwepo kwa bendi nyingi, uteuzi haupaswi kutegemea mwonekano pekee, lakini unahitaji tathmini ya kina ya vigezo vifuatavyo vya RF:
2.1 Usanidi Tofauti wa Faida
Faida huamua 'umbali' na 'mwelekeo' wa mionzi ya mawimbi. Katika muundo wa bendi nyingi, inashauriwa kupitisha mkakati wa kupata asymmetric:
2.4GHz: Inapendekezwa kudumisha faida ya 2.0-3.5 dBi. Kuongezeka kupita kiasi kunaweza kukandamiza pembe ya chanjo, na hivyo kudhoofisha mawimbi kutoka kwa vifaa vya mkononi vilivyo karibu kwa pembe fulani.
5G/6GHz: Ili kufidia upunguzaji hewa wa haraka wa bendi ya 6E, weka kipaumbele suluhu za faida ya juu kwa utendakazi wa 4.0-6.0 dBi. Kwa kuimarisha mwelekeo wa antenna, nishati ya ishara imejilimbikizia kwenye ndege ya usawa, na hivyo kuboresha kina cha chanjo ndani ya chumba kimoja.
2.2 Uwiano wa Wimbi wa Kudumu wa Voltage (VSWR) na Ufikiaji wa Wigo Kamili
WiFi 6E ina bendi ya masafa ya kipekee. Tofauti na antena za jadi za 5G ambazo kwa kawaida hufanya kazi hadi 5.85GHz, WiFi 6E huongeza ufikiaji wake hadi 7.125GHz.
Mahitaji muhimu: Antena lazima iwe na VSWR <2.0 katika masafa ya 5.9GHz-7.1GHz wakati wa kuchagua. VSWR ya juu kupita kiasi inaweza kusababisha kupanda kwa kasi kwa uzalishaji wa joto wa sehemu ya mbele ya RF, na hivyo kuharibu kipaza sauti (PA), huku ukinzani wa kipingamizi ungesababisha kushuka kwa kasi kwa upitishaji wa data.
2.3 Kutengwa na Uratibu wa Antena nyingi
Msingi wa WiFi 6E upo katika teknolojia yake ya MIMO (Multiple Input Multiple Output).
Mahitaji ya kutengwa: Kwa antena mbili katika bendi ya mzunguko sawa, kutengwa kunapaswa kuwa bora kuliko-15dB; kwa bendi tofauti za masafa (kwa mfano, 5G na 6G), kutengwa kunapaswa kuwa bora kuliko-20dB.
ECC (Msimbo wa Kurekebisha Hitilafu): Kipimo muhimu cha kutathmini utendakazi wa MIMO. Mfumo lazima utimize mahitaji ya ECC ya <0.1 wakati wa uteuzi, kuhakikisha mawimbi ambayo hayajaunganishwa kwenye antena zote ili kuongeza ufanisi wa kuzidisha mgawanyiko wa anga.
Manufaa na Hasara za Fomu tofauti za Antena na Ulinganishaji wa Maeneo
Antena zinazopatikana sokoni ziko katika aina tatu kuu, kila moja iliyoundwa kwa matumizi maalum:
3.1 Antena ya Dipole ya Nje
Hii ndiyo suluhisho la kawaida kwa ruta na lango la viwanda.
Manufaa: Ufanisi wa juu wa mionzi, kwa kawaida zaidi ya 80%; marekebisho rahisi ya faida; na nafasi ya kimwili inayoweza kubadilishwa.
Pendekezo: Chagua antena ya dipole iliyojumuishwa ya bendi-tatu. Antena hii ina tundu la resonant iliyobuniwa kwa usahihi ambayo hupata kizuizi cha chini kwa wakati mmoja kwenye mikanda ya masafa ya 2.4GHz, 5GHz na 6GHz.
3.2 Antena ya Bodi ya Mzunguko Inayoweza Kubadilika (Antena ya FPC)
Inapatikana kwa kawaida katika runinga mahiri, visanduku vya OTT na kompyuta za mkononi.
Manufaa: Vipimo vyembamba sana huruhusu kuwekwa ndani ya kifuko cha plastiki kwa kipimo cha ndani bila kuathiri mwonekano.
Kidokezo cha Uteuzi: Antena za FPC huathirika sana na mambo ya mazingira. Wakati wa kuchagua antenna, mara kwa mara ya dielectric ya muundo unaoongezeka lazima izingatiwe. Kwa WiFi 6E, masafa ya juu sana inamaanisha hata hitilafu ndogo za kuunganisha zinaweza kusababisha kupotoka kwa masafa.
3.3 Antena ya Chip ya Kauri
Inatumika kwa kawaida katika moduli ndogo za IoT na vifaa vinavyoweza kuvaliwa.
Manufaa: Ufungaji thabiti (kwa mfano, 3216 au 2012).
Mapungufu: Mfumo hufanya kazi kwa ufanisi mdogo na bandwidth nyembamba sana. Katika programu za WiFi 6E zinazohitaji ufunikaji wa 1200MHz, antena za kauri kwa kawaida hufanya kazi vibaya isipokuwa safu nyingi za antena za kauri zimeunganishwa.
Mikakati ya Vitendo ya Muundo wa Upataji Ulioboreshwa
Baada ya kuchagua aina, jinsi antenna inavyopangwa huamua 50% ya mwisho ya utendaji.
4.1 Utofauti wa Polarization
Katika mazingira ya WiFi 6E, athari za njia nyingi za ndani ni ngumu sana. Wakati antena zote zimeelekezwa kwa wima, ishara za polarized kwa usawa hupunguzwa kwa kiasi kikubwa.
Kanuni ya mpangilio: Tumia ugawanyaji mtambuka. Kwa mfano, katika kipanga njia cha 4x4 MIMO, antena mbili zimepangiliwa kiwima huku nyingine mbili zikiwa mlalo au kwa pembe ya digrii 45. Hii inaboresha kwa kiasi kikubwa uthabiti wa mawimbi kwa simu za mkononi chini ya nafasi mbalimbali za kushikilia.
4.2 Usimamizi Mkali wa Uondoaji
Urefu wa wimbi la GHz 6 hupima 4.5cm tu, na kuifanya iwe nyeti sana kwa vizuizi.
Hairuhusiwi: Vitu vikubwa vya metali (kwa mfano, vifuniko vya kukinga, sinki za joto, bandari za USB) lazima viwekwe angalau 1.5cm kutoka mahali pa kulishia antena.
Athari ya kivuli: Hata karatasi ya shaba kwenye PCB inaweza kuunda ishara muhimu ya 'eneo la kivuli' kwenye upande wake wa nyuma inapowekwa karibu sana na antena ya 6GHz.
4.3 Hali Isiyo ya Kidogo ya Upotevu wa Waya
Katika 2.4GHz, kupoteza cable coaxial ya 10cm ni kidogo; hata hivyo, kwa 7GHz, nyaya za kawaida za RG178 zinaonyesha hasara ya 1.5-2.0dB/m.
Suluhisho: Weka umbali kati ya antena na kiunganishi cha RF kwa ufupi iwezekanavyo. Iwapo kebo ndefu inahitajika, tumia kebo ya 1.13mm au 0.81mm yenye hasara ya chini na uhakikishe kwamba kizuizi kinalingana kwenye kiunganishi.
Muhtasari: Kanuni ya Dhahabu ya Ufikiaji wa WiFi 6E
Ili kufikia upatanifu bora kati ya 2.4G/5G na WiFi 6E, lengo lisiwe katika kutafuta 'antena kali zaidi,' lakini badala yake ni kujenga mfumo linganishi wa antena.
Mgawanyiko wazi wa jukumu: Antena ya 2.4G inashughulikia muunganisho muhimu wa umbali mrefu, wakati antena ya 6G inatoa kasi ya ngazi ya kuondoka ndani ya mita 5-10 za mstari wa kuona.
Kipaumbele cha Bandwidth: Unapochagua antena ya WiFi 6E, weka kipaumbele SWR ya kipimo data kamili ili kuhakikisha utendakazi thabiti katika 7.125GHz.
Anuwai ya anga: tumia vyema utengano na tofauti ya pembe ili kuondokana na upofu wa mawimbi unaosababishwa na kuziba kwa ndani.
Je, unabuni bidhaa mahususi (kama vile kipanga njia cha Wi-Fi 7 au vifaa vya uhalisia pepe vya Uhalisia Pepe)? Bidhaa tofauti zina mahitaji tofauti ya antenna kulingana na nafasi zao za ndani na vifaa vya casing. Ikiwa utatoa vipimo vya bidhaa au nyenzo za casing, ninaweza kupendekeza saizi mahususi zaidi za kifurushi cha antena au suluhu za muundo wa marejeleo.
