Làm thế nào để chọn đúng ăng -ten cho các thiết bị thông minh?

Trong thế giới của công nghệ được kết nối, ăng -ten thường không được chú ý, nhưng họ đóng một vai trò quan trọng trong cách các thiết bị thông minh giao tiếp. Từ máy theo dõi thể dục đến bộ điều nhiệt thông minh, hiệu suất của ăng -ten có thể ảnh hưởng trực tiếp đến việc thiết bị có kết nối nhanh hay không, truyền đạt đáng tin cậy hay không mang lại kết quả dự kiến.

Chọn đúng ăng -ten liên quan đến nhiều hơn là chọn kích thước hoặc tần số. Đó là về việc sắp xếp các yêu cầu kỹ thuật với môi trường trong thế giới thực mà thiết bị của bạn sẽ phải đối mặt. Hãy phá vỡ những cân nhắc chính để giúp bạn chọn một cách khôn ngoan.

Hiểu vai trò của thiết bị

Trước khi bạn nghĩ về các thông số kỹ thuật, hãy lùi lại một bước và xem xét cách thiết bị của bạn sẽ hoạt động.

Mục đích sử dụng là gì?

Các thiết bị thông minh khác nhau đi kèm với các ràng buộc và kỳ vọng thiết kế của riêng họ:

• Một máy theo dõi thể dục có thể đeo có thể cần phải duy trì tín hiệu bluetooth ổn định gần với cơ thể con người.

• Một bộ điều khiển chiếu sáng thông minh trong nhà có thể yêu cầu hỗ trợ Wi-Fi băng tần kép.

• Một cảm biến ngoài trời được triển khai trong một địa điểm công nghiệp có thể cần kết nối lora tầm xa và được xây dựng để xử lý mưa, bụi hoặc nhiệt độ.

Hiểu bối cảnh thực tế của thiết bị của bạn sẽ giúp thu hẹp các loại ăng-ten và nhu cầu hiệu suất sớm trong quá trình.

Khớp ăng -ten với giao thức giao tiếp

Bạn sẽ sử dụng công nghệ không dây nào?

Anten được thiết kế phù hợp với các dải tần số cụ thể. Vì vậy, trước tiên, hãy xác định tiêu chuẩn thiết bị của bạn phải hỗ trợ. Những cái phổ biến bao gồm:

• Wi-Fi (2,4GHz / 5GHz)

• Bluetooth (2.4GHz)

• Zigbee hoặc chủ đề (2.4GHz)

• 4G / LTE / NB-IOT / 5G

• GPS / GNSS

• Lora hoặc các ban nhạc ISM phụ GHz

Nếu thiết bị của bạn cần hỗ trợ nhiều giao thức, bạn có thể sử dụng ăng -ten kết hợp hoặc ăng -ten riêng cho mỗi băng tần. Hãy cẩn thận mặc dù việc thêm quá nhiều ăng -ten có thể dẫn đến nhiễu hoặc không gian PCB hạn chế.

Quyết định giữa ăng -ten bên trong và bên ngoài

Thiết kế kiểu dáng đẹp hơn, hay cường độ tín hiệu?

Có hai loại chính để lựa chọn:

Anten nội bộ

Chúng được tích hợp trực tiếp vào PCB hoặc vỏ bọc của bạn. Ví dụ bao gồm ăng -ten chip và ăng -ten theo dõi. Những lợi ích:

• Không có bộ phận nào dính ra

• Ít rủi ro thiệt hại

• Thẩm mỹ hơn

Tuy nhiên, ăng -ten bên trong rất nhạy cảm với vị trí và các vật liệu xung quanh, đặc biệt là nhựa và kim loại.

Ăng ten ngoài

Chúng được gắn vào bên ngoài của thiết bị, thường thông qua cáp hoặc đầu nối. Lợi ích bao gồm:

• Phạm vi và cường độ tín hiệu tốt hơn

• Điều chỉnh và điều chỉnh dễ dàng hơn

• Ít bị ảnh hưởng bởi bố cục nội bộ

Nhưng, họ thêm số lượng lớn và không lý tưởng cho các thiết bị tiêu dùng bóng bẩy.

Yếu tố giới hạn kích thước và bố cục

Bạn có bao nhiêu không gian vật lý?

Kích thước ăng -ten được liên kết trực tiếp với bước sóng của tần số được sử dụng. Đó là lý do tại sao các thiết bị nhỏ có ăng -ten nhỏ thường không thể tiếp cận xa hoặc hoạt động mạnh mẽ.

• Anten chip là tuyệt vời cho các thùng nhỏ nhưng yêu cầu điều chỉnh PCB chính xác.

• Ăng -ten linh hoạt có thể uốn cong xung quanh các góc, lý tưởng cho thiết bị đeo hoặc kính thông minh.

• Anten vá tốt hơn cho GPS hoặc nhu cầu định hướng, mặc dù chúng có thể cồng kềnh.

Hãy chắc chắn để lại đủ giải phóng mặt bằng từ các bộ phận kim loại, pin và các yếu tố che chắn để duy trì hiệu suất.

Đừng bỏ qua môi trường

Thiết bị sẽ được sử dụng ở đâu?

Một ăng -ten hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm có thể không tồn tại trong thế giới thực. Hãy tự hỏi mình:

• Thiết bị sẽ được sử dụng trong nhà hay ngoài trời?

• Có nhiệt độ cực đoan , độ ẩm , hoặc bụi không?

• Có các thiết bị điện tử khác gần đó có thể gây ra sự can thiệp không?

Phê duyệt quy định quan trọng

Lựa chọn ăng -ten của bạn cũng có thể tác động đến việc sản phẩm của bạn có vượt qua FCC , CE hay các thử nghiệm tuân thủ khác hay không . Thất bại chứng nhận do vấn đề bức xạ hoặc cách ly kém có thể dẫn đến thiết kế lại đắt tiền.

Chọn một ăng-ten với dữ liệu hiệu suất được xác nhận trước có thể làm cho quá trình này mượt mà và ít rủi ro hơn.

Xem xét các thông số kỹ thuật thực sự quan trọng

Một số thông số kỹ thuật đáng để hiểu, ngay cả khi bạn không phải là kỹ sư RF.

Tìm kiếm:

• Hiệu quả - Cho bạn biết ăng -ten chuyển đổi công suất đầu vào thành tín hiệu bức xạ tốt như thế nào. Càng cao, càng tốt.

• Đạt được - Một thước đo về mức độ ăng -ten chỉ đạo năng lượng. Ăng-ten tăng cao thường hoạt động tốt nhất trong các thiết lập định hướng, cố định.

• Mô hình bức xạ - ăng -ten đa hướng tỏa ra theo mọi hướng. Ăng -ten định hướng lấy nét năng lượng, làm cho chúng hữu ích trong các liên kết được nhắm mục tiêu.

Một ăng-ten định hướng tăng cao là tuyệt vời cho máy bay không người lái hoặc thiết bị giám sát cố định. Đối với các thiết bị di động hoặc cầm tay, bạn sẽ muốn một cái gì đó được phân phối đều hơn.

Luôn kiểm tra trong điều kiện thực

Mô phỏng không đủ

Ngay cả một ăng-ten phù hợp trên giấy cũng có thể thất bại trong một thiết lập trong thế giới thực.

• Sử dụng các công cụ như máy phân tích , Vector Phân tích Vector và Chambers Anechoic.

• Hãy chú ý đến vị trí, che chắn và thậm chí cả vỏ nhựa, tất cả đều ảnh hưởng đến hiệu suất.

• Điều chỉnh các mạch phù hợp của bạn hoặc điều chỉnh ăng -ten nếu bạn không đáp ứng các mục tiêu hiệu suất của mình.

Không bao giờ bỏ qua giai đoạn thử nghiệm. Nó có thể khám phá các lỗ hổng thiết kế mà các mô hình CAD bỏ lỡ.

Một vài suy nghĩ đóng cửa

Chọn đúng ăng -ten không phải là tìm kiếm 'tốt nhất' trên thị trường. Đó là về việc tìm kiếm đúng cho tình huống cụ thể của bạn.

Hiệu suất cân bằng, kích thước, môi trường và nhu cầu quy định. Làm việc chặt chẽ với nhóm RF của bạn hoặc nhận được sự giúp đỡ của chuyên gia ngay từ giai đoạn thiết kế. Đó là mảnh nhỏ của kim loại hoặc gốm có thể tạo ra hoặc phá vỡ kết nối của sản phẩm của bạn.

Danh sách kiểm tra tham chiếu nhanh

• ✅ Xác định các giao thức không dây và các dải tần số

• ✅ Chọn bên trong hoặc bên ngoài dựa trên kích thước và phạm vi

• Thiết kế ăng -ten căn chỉnh với vật liệu bao vây

• ✅ Xem xét thông số kỹ thuật chính: Hiệu quả, Gain, Mẫu

• ✅ Yếu tố trong môi trường và tiêu chuẩn hoạt động

• ✅ Nguyên mẫu và kiểm tra kỹ lưỡng

Một thành phần nhỏ, có, nhưng một thành phần quan trọng. Chọn nó một cách cẩn thận.