Możliwości i rodzaje anten marki Kyocera AVX

fot. TME

Komunikacja bezprzewodowa to domena nie tylko urządzeń konsumenckich, jak telefony czy tablety. Praktycznie każdy obwód IoT wykorzystuje transmisję w jednym z popularnych standardów: WiFi, Bluetooth, LTE czy ZigBee. Ale siła sygnału radiowego, a co za tym idzie zasięg i prędkość przesyłu danych, są zależne nie tylko od użytego w danym urządzeniu modułu – kluczowym czynnikiem jest też dobór właściwej anteny.

Asortyment anten Kyocera AVX to rozwinięcie oferty, która dawniej była sygnowana przez markę Ethertronics (obecnie część grupy Kyocera AVX). Są to najwyższej jakości elementy, ściśle wyspecjalizowane do pracy wg specyfikacji popularnych standardów komunikacyjnych. Zostały zaprojektowane z myślą o  kompaktowych wymiarach, odporności mechanicznej oraz aplikacji w urządzeniach IoT. Do tych zastosowań zaliczają się urządzenia przemysłowe, transmitujące dane M2M (Machine-to-Machine).

Anteny WiFi/Bluetooth

Większość urządzeń wykorzystujących łączność WiFi oraz Bluetooth BLE to obwody zminiaturyzowane. Komunikują się na niewielkim dystansie (zazwyczaj do kilkunastu metrów) i wymagają użycia możliwie najmniejszych anten. Na szczęście standardowe częstotliwości transmisji w tych standardach (2,4GHz i 5GHz) pozwalają na budowę promienników w mikroskopijnych rozmiarach, np.elementów ceramicznych, w obudowach SMD.

Ceramiczna antena do montażu powierzchniowego (SMD)

Takie anteny są, oczywiście, dostępne z oferty Kyocera AVX. Ich obudowa zamyka się w prostopadłościanie o wymiarach 2x1,2x0,55mm (wybrane modele). Zysk energetyczny takich elementów zamyka się w przedziale 1…1,88dBi. Oferują znakomitą, dookólną kierunkowość, co zilustrowano poniżej. Dzięki temu poziom sygnału (o typowej, liniowej polaryzacji) nie będzie uzależniony od przestrzennej orientacji obwodu.

Charakterystyka promieniowania anteny

W asortymencie Kyocera AVX dostępne są anteny SMD osadzane na płytkach PCB (czyli wersje „demo”) z wyprowadzeniem na koncentryczne złącze SMA. To znakomite pomoce ułatwiające pracę na etapie prototypowania obwodów oraz w czasie przeprowadzania testów.

Producent dostarcza także rozwiązania dla urządzeń wymagających umieszczenia anteny z dala od obwodu, w celu jej optymalnego spozycjonowania. Taka potrzeba zachodzi m.in. w przypadku zabudowanych czujników czy sterowników umieszczonych w szafie rozdzielczej. Do takich aplikacji przeznaczone są anteny umieszczone w szczelnych obudowach, z fabrycznie zainstalowanymi przewodami połączeniowymi (1m, wtyk SMA).

Należy w tym miejscu zaznaczyć, że anteny przeznaczone na pasma 2,4GHz współpracują nie tylko z sieciami WiFi i modułami Bluetooth, ale również szeregiem innych standardów, np. ZigBee.

Anteny GNSS

GNSS to skrót od ang. Global Navigation Satellite Systems, czyli globalnego systemu nawigacji satelitarnej. Pierwszym powszechnie używanym rozwiązaniem tego typu (nadal najpopularniejszym) jest oczywiście amerykański NavSTAR-GPS (ang. Navigation Signal Timing and Ranging - Global Positioning System). W ostatnich dekadach pojawiły się też alternatywne systemy: europejski Galileo oraz chiński BeiDou. Wszystkie z tych satelitów wysyłają sygnały na zbliżonych częstotliwościach, w zakresie ok. 1,1…1,6GHz. Oznacza to, że producenci mogą wytwarzać anteny przystosowane do pracy z każdym dostępnym systemem GNSS.

Antena GPS wyposażona we wzmacniacz LNA oraz złącze IPEX (MHF)

Również w tej kategorii Kyocera AVX dostarcza anteny wykonane w formacie niewielkich elementów SMD. Tego typu komponenty będą używane przede wszystkim w urządzeniach mobilnych. Jeżeli przestrzeń w obudowie danego produktu pozwala na instalację nieco większej anteny, warto zwrócić uwagę na ceramiczny, aktywny odbiornik 1004138, który w bryle o rozmiarze 13x13x6,8mm mieści zarówno antenę, jak i wzmacniacz LNA (ang. Low Noise Amplifier), gwarantujący doskonały odbiór sygnałów satelitarnych nawet w trudnych warunkach (np. w budynkach i pojazdach).

Warianty wielozakresowe

Podkategorią anten, o której należy tu wspomnieć, są rozwiązania wielozakresowe (tzw. „combo”). Najczęściej stosuje się je w systemach służących monitorowaniu floty pojazdów. Jednostki umieszczane w samochodach prowadzą komunikację w co najmniej dwóch technologiach. Po pierwsze, pobierają dane z systemu GPS, by zlokalizować pojazd, a następnie wykorzystują sieć LTE/GSM, aby przekazać informację o pozycji na serwer, do bazy danych. Kyocera AVX oferuje anteny, które w jednej obudowie łączą promienniki przeznaczone do pracy na częstotliwościach GSM i LTE. Są wyposażone w złącza SMA oraz przewody (1m). Dzięki temu mogą być umieszczone w miejscu zapewniającym dobre parametry odbioru i transmisji. Dzięki klasie szczelności IPX7, jeśli zachodzi taka potrzeba, można je zamocować nawet na zewnątrz, np. poza szoferką ciężarówki.

Podkategorią anten, o której należy tu wspomnieć, są rozwiązania wielozakresowe (tzw. „combo”). Najczęściej stosuje się je w systemach służących monitorowaniu floty pojazdów. Jednostki umieszczane w samochodach prowadzą komunikację w co najmniej dwóch technologiach. Po pierwsze, pobierają dane z systemu GPS, by zlokalizować pojazd, a następnie wykorzystują sieć LTE/GSM, aby przekazać informację o pozycji na serwer, do bazy danych.

Antena typu „combo” do jednoczesnej komunikacji w dwóch standardach

Kyocera AVX oferuje anteny, które w jednej obudowie łączą promienniki przeznaczone do pracy na częstotliwościach GSM i LTE. Są wyposażone w złącza SMA oraz przewody (1m). Dzięki temu mogą być umieszczone w miejscu zapewniającym dobre parametry odbioru i transmisji. Dzięki klasie szczelności IPX7, jeśli zachodzi taka potrzeba, można je zamocować nawet na zewnątrz, np. poza szoferką ciężarówki.

Anteny GSM/LTE

Technologie GSM i LTE znajdują zastosowanie nie tylko w smartfonach i innych urządzeniach konsumenckich. Dostęp do Internetu niezależny od lokalnej infrastruktury (np. sieci WiFi) jest istotną funkcjonalnością wielu urządzeń IoT, zwłaszcza do komunikacji M2M (Maszyna-Maszyna). Korzystają z niego stacje monitorowania warunków środowiskowych, elementy instalacji miejskich (sterowniki oświetlenia ulicznego, czujniki natężenia ruchu). Niektórym urządzeniom do pełnienia swojej roli wystarczy możliwości standardowej komunikacji GSM. Tak będzie np. w przypadku systemów antywłamaniowych, które w przypadku nieuprawnionego dostępu do chronionej przestrzeni wysyłają wiadomość SMS.

Anteny do komunikacji GSM/LTE marki Kyocera AVX występują w kilku formatach. Oprócz elementów SMD (49,6x8x3,2mm) są to produkty w obudowie, z kablem przyłączeniowym; sztywne anteny mocowane w gnieździe SMA, a także pokryte tworzywem promienniki, których grubość nie przekracza 0,2mm. Te ostatnie wyposażono w przewód przyłączeniowy z popularnym złączem U.FL, w które wyposaża się wiele modułów komunikacyjnych. W ofercie znalazły się anteny pracujące z różnymi kanałami LTE, w częstotliwościach najniższych (od 690MHz) i wysokich (do 2,7GHz).

Anteny LTE od Kyocera AVX mogą mieć grubość zaledwie 0,2mm

Anteny do komunikacji GSM/LTE marki Kyocera AVX występują w kilku formatach. Oprócz elementów SMD (49,6x8x3,2mm) są to produkty w obudowie, z kablem przyłączeniowym; sztywne anteny mocowane w gnieździe SMA, a także pokryte tworzywem promienniki, których grubość nie przekracza 0,2mm. Te ostatnie wyposażono w przewód przyłączeniowy z popularnym złączem U.FL, w które wyposaża się wiele modułów komunikacyjnych. W ofercie znalazły się anteny pracujące z różnymi kanałami LTE, w częstotliwościach najniższych (od 690MHz) i wysokich (do 2,7GHz).

Anteny RF

Na koniec zwróćmy uwagę na anteny dedykowane aplikacjom z zakresu RF, czyli komunikacji małego zasięgu (piloty, sterowniki zdalnych przełączników itp.). Moduły tego typu pracują na pasmach ISM (od ang. Industrial, Scientific, Medical), których częstotliwości są zróżnicowane i zależne od obowiązujących w danym kraju przepisów. Anteny SMD od Kyocera AVX przystosowano do dwóch często używanych zakresów: 863...870MHz oraz 902...928MHz. Elementy charakteryzują się zyskiem energetycznym na poziomie 0,75dBi.

Prototypowa płytka demo wyposażona w złącze SMA oraz antenę SMD

Również w tej kategorii dostawca oferuje prototypowe płytki PCB wyposażone w złącze SMA i preinstalowaną antenę.

Tekst opracowany przez Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.