Como escolher a melhor antena para LoRa?

A tecnologia LoRa (Long Range) é uma técnica de modulação sem fio derivada da tecnologia CSS Chirp Spread Spectrum. A informação que é communicada pelas ondas de rádio é codificada usando pulsos Chirp. Em Tecnologia LoRaO sinal é difundido numa banda de frequência alargada, proporcionando uma melhor área de cobertura e uma melhor tolerância às interferências. Antenas LoRa são especificamente concebidas para facilitar a comunicação co1TP8 de longo alcance e de baixa potência e, por conseguinte, são utilizadas numa vasta gama de aplicações, como a agricultura inteligente, as cidades inteligentes, a automatização industrial, a localização de activos, a monitorização ambiental, etc. A escolha do tipo certo de antena LoRa com as especificações certas é crucial para desfrutar de uma comunicação comm fiável e eficiente a longa distância.

Já discutimos em profundidade o que é uma antena LORA. Este artigo fornece uma breve visão geral da tecnologia LoRa e concentra-se em como selecionar uma antena LoRa para uma aplicação.

Entendendo as bandas de frequência LoRa

A tecnologia LoRa utiliza diferentes bandas de frequência em diferentes regiões do mundo. Na Europa, a banda de frequência LoRa é geralmente 863 a 870 MHz, nos EUA é geralmente 902 a 928 MHz e na China, é 433 MHz. Nessas bandas de frequência, há várias frequências de canal LoRa disponíveis. As especificações para LoRa mudam de região para região devido aos diferentes requisitos regulamentares em cada região. Alguns países até exigem que o gateway seja licenciado ou registado e alguns países exigem que sejam certificados para permitir que outros utilizadores communiquem usando esses canais. É importante aderir aos padrões regulatórios e certificações da região para a operação legal de um sistema de communicação LoRa e para evitar qualquer interferência.

Fatores-chave a considerar ao selecionar uma antena LoRa

O desempenho da antena LoRawan é uma parte crítica de qualquer projeto ou aplicação prática de LoRa. Portanto, a escolha de uma antena LoRa com as especificações corretas, como faixa de freqüência, ganho, perda de retorno e largura de banda, é essencial para um ótimo desempenho. Fatores como uso interno ou externo, requisitos de montagem e condições ambientais também devem ser considerados ao selecionar uma antena LoRa.

Compatibilidade de frequências:

A tecnologia LoRa opera em bandas de frequência específicas com base nas regiões mencionadas acima. Por isso, é importante selecionar antenas LoRa que suportem essas bandas de frequência para obter a transmissão ideal e garantir a compatibilidade com as necessidades de communicação do módulo LoRa. Se uma antena LoRa for usada fora de sua faixa de frequência, o desempenho será degradado.

Ganho da antena:

Este parâmetro determina a capacidade de uma antena para enviar e receber sinais numa determinada direção. Ao escolher um ganho mais alto, os sinais podem ser transmitidos a uma distância maior, mas o padrão de radiação será mais estreito. As antenas LoRa com ganhos mais baixos transmitem a uma distância menor, mas têm um padrão de radiação muito mais amplo. Portanto, um ganho apropriado deve ser escolhido com base na aplicação para aumentar o alcance da comunicação e a tolerância a interferências.

Tipo de antena:

As antenas LoRa estão disponíveis em diferentes tipos, como antenas dipolo, antenas monopolo, antenas patch, antena yagi e antenas LoRa omni de fibra de vidro. Elas podem ser classificadas principalmente como antenas omnidirecionais ou direcionais. Antenas LoRa omnidireccionais são adequados para aplicações que requerem uma cobertura de 360 graus para o sinal, mas a uma distância mais curta. Antenas LoRa direcionais são ideais para aplicações que requerem a transmissão de sinais numa determinada direção e a uma distância maior, devido ao seu padrão de radiação focalizado e estreito.

Tamanho físico e fator de forma:

O tamanho e a forma da antena LoRa devem ser selecionados com base nas condições ambientais e nas restrições de espaço da aplicação. As antenas LoRa internas normalmente têm um fator de forma pequeno em comparação com as antenas externas.

Ambiente de instalação:

Fatores ambientais, como clima, temperatura, exposição à água e corrosão, etc., devem ser considerados ao selecionar uma antena LoRa. Ao escolher antenas LoRa para aplicações externas, elas normalmente precisam ter proteção adequada contra intempéries e a capacidade de resistir às condições climáticas externas. As antenas LoRa internas normalmente não requerem nenhum hardware de instalação específico e são adequadas para espaços fechados e dentro de edifícios.

Polarização:

A polarização das antenas LoRa deve ser combinada com a polarização do módulo LoRa para melhorar o desempenho da transmissão do sinal. A polarização pode ser linear, vertical ou circular. Para a maioria das aplicações, as antenas LoRa com polarização linear ou vertical são mais adequadas. As antenas LoRa com polarização circular são melhores para aplicações em que a orientação da antena varia.

Conselhos práticos para a seleção da antena

Além dos parâmetros críticos mencionados acima, ao implementar na prática uma configuração de comunicação LoRa comm, os seguintes fatores também precisam ser considerados ao selecionar uma antena LoRa para obter o melhor desempenho da aplicação.

Correspondência de impedância:

A razão entre a tensão de entrada e a corrente de entrada na extremidade do alimentador é conhecida como a impedância de entrada da antena. Os módulos LoRa usados na maioria das aplicações têm uma impedância típica de 50 ohms. Para garantir uma transmissão eficiente do sinal, a impedância da antena LoRa deve ser combinada com a do módulo LoRa.

Comprimento do cabo e conectores:

Os tipos de conectores mais utilizados em aplicações de comunicação LoRa comm são os conectores SMA e tipo N. Os cabos coaxiais são o tipo de cabo mais usado em aplicações LoRa. Os cabos RG58 e RG174 são geralmente usados para requisitos de cabos de curta distância e os cabos da série LMR para distâncias maiores. Os cabos e conectores devem ser escolhidos para minimizar a atenuação do sinal e a interferência ao longo do comprimento do cabo.

Testes e afinação:

Após a implementação prática de uma antena LoRa, seu desempenho deve ser testado regularmente. As antenas LoRa devem ser montadas o mais longe possível do solo e longe de grandes objetos metálicos. Modificando a orientação e a colocação da antena LoRa, o desempenho da antena pode ser melhorado.

Reco1TP8Antenas de extremidade para aplicações LoRa

As antenas LoRa são versáteis e, portanto, são usadas numa ampla gama de aplicações. Elas estão disponíveis em diferentes formas, como antenas de chip, antenas dipolo e antenas monopolo, antenas patch lora, antenas helicoidais, Antenas Yagi lorae antenas omnidireccionais externas.

O tipo e as especificações da antena devem ser cuidadosamente escolhidos com base na aplicação, nas condições ambientais e no módulo de comunicação LoRa comm específico que está sendo usado. As antenas Patch são geralmente pequenas e leves. Elas são tipicamente usadas em aplicações que têm a antena LoRa embutida em placas de circuito. Da mesma forma, as antenas LoRa para PCB são integradas ao próprio circuito. Esses tipos de antenas LoRa são usados em aplicações com gabinetes pequenos, como modems ou roteadores. As antenas LoRa omnidirecionais externas são usadas em aplicações que exigem uma área de cobertura de longo alcance. Normalmente, elas são montadas no topo de prédios ou torres e são construídas para resistir a condições climáticas adversas.

Estes tipos de antenas LoRa são utilizados em aplicações práticas como sistemas de monitorização ambiental, sistemas de localização de activos, sistemas de agricultura inteligente, sistemas de resposta a emergências, etc. As antenas LoRa helicoidais são usadas em aplicações que requerem diversidade de polarização ou tamanho compacto, como dispositivos portáteis ou sistemas embarcados.

Conclusão

A antena LoRa é um componente crítico em qualquer sistema de comunicação LoRa comm, e o desempenho da antena terá impacto direto nas métricas do próprio sistema de comunicação comm. Portanto, é essencial considerar as especificações como frequência, ganho, largura de banda e alcance, bem como o uso interno ou externo, opções de montagem e condições ambientais antes de selecionar uma antena LoRa. Também é importante verificar se a antena escolhida está em conformidade com as normas regulamentares da região de operação. A consulta e os testes adequados garantirão que a antena Lora e o sistema de comunicação comm funcionem com a eficiência e a confiabilidade esperadas da aplicação em seu ambiente operacional real.