Hoe kies je de beste antenne voor LoRa?

LoRa-technologie (Long Range) is een draadloze modulatietechniek die is afgeleid van CSS Chirp Spread Spectrum-technologie. Informatie die wordt gecommuneerd door de radiogolven wordt gecodeerd met behulp van Chirp-impulsen. In LoRa-technologieHet signaal wordt verspreid over een brede frequentieband waardoor een beter dekkingsgebied en een betere tolerantie voor storingen ontstaat. LoRa-antennes zijn speciaal ontworpen om commcommunicatie over lange afstanden en met laag vermogen mogelijk te maken en worden daarom gebruikt in een groot aantal toepassingen, zoals slimme landbouw, slimme steden, industriële automatisering, het volgen van activa, milieubewaking, enz. Het kiezen van het juiste type LoRa-antenne met de juiste specificaties is cruciaal voor betrouwbare en efficiënte commcommunicatie over lange afstand.

We hebben het al uitgebreid gehad over wat een LORA-antenne is. Dit artikel geeft een kort overzicht van de LoRa-technologie en richt zich op de selectie van een LoRa-antenne voor een toepassing.

LoRa-frequentiebanden begrijpen

LoRa-technologie gebruikt verschillende frequentiebanden in verschillende regio's van de wereld. In Europa is de LoRa-frequentieband meestal 863 tot 870 MHz, in de VS is het meestal 902 tot 928 MHz en in China is het 433 MHz. In deze frequentiebanden zijn meerdere LoRa-kanaalfrequenties beschikbaar. De specificaties voor LoRa veranderen van regio tot regio vanwege de verschillende wettelijke vereisten in elke regio. Sommige landen vereisen zelfs dat de gateway een licentie of registratie heeft en sommige landen vereisen dat ze gecertificeerd zijn om andere gebruikers in staat te stellen te communiceren via die kanalen. Het is belangrijk om te voldoen aan de regelgevende standaarden en certificeringen van de regio voor de legale werking van een LoRa communicatiesysteem en om interferentie te voorkomen.

Belangrijke factoren bij het kiezen van een LoRa-antenne

De prestaties van de LoRawan-antenne zijn een kritisch onderdeel van elk LoRa-project of praktische toepassing. Daarom is het kiezen van een LoRa-antenne met de juiste specificaties zoals frequentiebereik, versterking, retourverlies en bandbreedte essentieel voor optimale prestaties. Factoren zoals gebruik binnenshuis of buitenshuis, montagevereisten en omgevingsomstandigheden moeten ook in overweging worden genomen bij het kiezen van een LoRa-antenne.

Frequentiecompatibiliteit:

LoRa-technologie werkt op specifieke frequentiebanden gebaseerd op de hierboven vermelde regio's. Daarom is het belangrijk om LoRa-antennes te kiezen die deze frequentiebanden ondersteunen om een optimale transmissie te verkrijgen en compatibiliteit met de communicatiebehoeften van de LoRa-module te garanderen. Als een LoRa-antenne buiten zijn frequentiebereik wordt gebruikt, zullen de prestaties afnemen.

Antenneversterking:

Deze parameter bepaalt het vermogen van een antenne om signalen in een bepaalde richting te zenden en te ontvangen. Door een hogere versterking te kiezen, kunnen signalen over een grotere afstand worden verzonden, maar zal het stralingspatroon smaller zijn. LoRa-antennes met een lagere versterking kunnen een kortere afstand overbruggen, maar hebben een veel breder stralingspatroon. Daarom moet een geschikte versterking worden gekozen op basis van de toepassing om het communicatiebereik en de tolerantie voor interferenties te verbeteren.

Type antenne:

LoRa-antennes zijn verkrijgbaar in verschillende types, zoals dipoolantennes, monopoolantennes, patchantennes, yagi-antennes en omni-glasvezel LoRa-antennes. Ze kunnen voornamelijk worden gecategoriseerd als omnidirectionele of directionele antennes. Omnidirectionele LoRa-antennes zijn geschikt voor toepassingen waarbij een signaal van 360 graden nodig is, maar op een kortere afstand. Directionele LoRa-antennes zijn ideaal voor toepassingen die signaaloverdracht in een bepaalde richting over een langere afstand vereisen dankzij hun gerichte en smalle stralingspatroon.

Fysieke grootte en vormfactor:

De grootte en vorm van de LoRa-antenne moeten worden gekozen op basis van de omgevingsomstandigheden en ruimtebeperkingen van de toepassing. LoRa-antennes voor binnen hebben meestal een kleine vormfactor in vergelijking met antennes voor buiten.

Installatieomgeving:

Bij de keuze van een LoRa-antenne moet rekening worden gehouden met omgevingsfactoren zoals weer, temperatuur, blootstelling aan water en corrosie, enz. Wanneer LoRa-antennes voor buitentoepassingen worden gekozen, moeten ze meestal goed weerbestendig zijn en bestand zijn tegen weersomstandigheden buiten. LoRa-antennes voor binnen hebben doorgaans geen specifieke installatiehardware nodig en zijn geschikt voor gesloten ruimtes en gebouwen.

Polarisatie:

De polarisatie van de LoRa-antennes moet worden afgestemd op de polarisatie van de LoRa-module voor betere signaaltransmissieprestaties. De polarisatie kan lineair, verticaal of cirkelvormig zijn. Voor de meeste toepassingen zijn LoRa-antennes met lineaire of verticale polarisatie beter geschikt. Circulair gepolariseerde LoRa-antennes zijn beter voor toepassingen waarbij de oriëntatie van de antenne varieert.

Praktische tips voor antennekeuze

Naast de kritieke parameters die hierboven zijn genoemd, moet bij de praktische implementatie van een LoRa communicatieopstelling ook rekening worden gehouden met de volgende factoren bij het selecteren van een LoRa-antenne voor optimale prestaties van de toepassing.

Impedantie-aanpassing:

De verhouding tussen de ingangsspanning en de ingangsstroom aan de kant van de voeding staat bekend als de ingangsimpedantie van de antenne. LoRa-modules die in de meeste toepassingen worden gebruikt, hebben doorgaans een impedantie van 50 ohm. Om een efficiënte signaaloverdracht te garanderen, moet de impedantie van de LoRa-antenne worden afgestemd op die van de LoRa-module.

Kabellengte en connectoren:

De meest gebruikte connectortypes in LoRa communicatietoepassingen zijn de SMA- en N-type connectoren. Coaxiale kabels zijn het meest gebruikte kabeltype voor LoRa-toepassingen. RG58- en RG174-kabels worden over het algemeen gebruikt voor kabels over kortere afstanden en kabels uit de LMR-serie voor langere afstanden. Kabels en connectoren moeten worden gekozen om de signaalverzwakking en interferentie over de kabellengte te minimaliseren.

Testen en afstellen:

Na een praktische implementatie van een LoRa-antenne moeten de prestaties ervan regelmatig worden getest. LoRa-antennes moeten zo ver mogelijk van de grond en uit de buurt van grote metalen voorwerpen worden gemonteerd. Door de oriëntatie en plaatsing van de LoRa-antenne aan te passen, kunnen de prestaties van de antenne worden verbeterd.

Recommended Antennes voor LoRa-toepassingen

LoRa-antennes zijn veelzijdig en daarom worden ze gebruikt in een groot aantal toepassingen. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende vormen, zoals chipantennes, dipoolantennes en monopoolantennes, patch lora antennesschroefantennes, Yagi lora antennesen externe omnidirectionele antennes.

Het type en de specificaties van de antenne moeten zorgvuldig worden gekozen op basis van de toepassing, de omgevingsomstandigheden en de specifieke LoRa communicatiemodule die wordt gebruikt. Patchantennes zijn over het algemeen klein en licht. Ze worden meestal gebruikt in toepassingen waarbij de LoRa-antenne in printplaten is ingebouwd. Op dezelfde manier zijn PCB LoRa-antennes geïntegreerd in het circuit zelf. Deze types LoRa-antennes worden gebruikt in kleine behuizingstoepassingen zoals modems of routers. Externe omnidirectionele LoRa-antennes worden gebruikt in toepassingen die een groot dekkingsgebied vereisen. Ze worden meestal bovenop gebouwen of torens gemonteerd en zijn bestand tegen zware weersomstandigheden.

Deze types LoRa-antennes worden gebruikt in praktische toepassingen zoals milieubewakingssystemen, goederenvolgsystemen, slimme landbouwsystemen, noodreactiesystemen, enz. Spiraalvormige LoRa-antennes worden gebruikt in toepassingen waar polarisatiediversiteit of compacte afmetingen vereist zijn, zoals handapparaten of ingebedde systemen.

Conclusie

De LoRa-antenne is een essentieel onderdeel van elk LoRa commcommunicatiesysteem en de prestaties van de antenne hebben een directe invloed op de prestaties van het commcommunicatiesysteem zelf. Daarom is het essentieel om rekening te houden met de specificaties zoals frequentie, versterking, bandbreedte en bereik, evenals het gebruik binnenshuis of buitenshuis, montagemogelijkheden en omgevingsomstandigheden voordat een LoRa-antenne wordt geselecteerd. Het is ook belangrijk om te controleren of de gekozen antenne voldoet aan de wettelijke normen van de regio waar de antenne wordt gebruikt. Goed overleg en testen zullen ervoor zorgen dat de Lora-antenne en het communicatiesysteem zullen presteren met de verwachte efficiëntie en betrouwbaarheid van de toepassing in de echte gebruiksomgeving.