9 типов антенн 4G LTE и руководство по их выбору

В современном быстро меняющемся мире почти все аспекты жизни в значительной степени зависят от наличия связи. Надежная и эффективная со1TP15Туникация жизненно важна как в личной жизни, так и в профессиональной деятельности каждого человека. Сеть 4G имеет решающее значение и по-прежнему является ключевым игроком в сфере телекоммуникаций, даже с учетом эволюции цифрового мира с сетями 5G и выше. Антенны 4G LTE (Long Term Evolution) являются основным компонентом в сетях 4G, обеспечивая высокоскоростной интернет и эффективную телекоммуникацию. Они способны обеспечить ко1TP15Туникацию с повышенным уровнем сигнала и скоростью, особенно при использовании таких технологий, как множественный вход и множественный выход (MIMO).

В этой статье представлен обзор антенн 4G LTE, в котором рассматриваются различные типы антенн 4G LTE, доступные сегодня на рынке, их рабочие частоты и важность для удовлетворения современных требований к communication. В статье также будут кратко рассмотрены моменты, которые необходимо учитывать при выборе антенны 4G LTE для конкретного приложения.

Введение в антенны 4G LTE

4G - это четвертое поколение технологий мобильной связи. Запуск четвертого поколения беспроводных мобильных со1TP15Туникационных технологий стал значительным скачком вперед по сравнению с 3G. По сравнению с предыдущими поколениями сети 4G обеспечили более высокую скорость передачи данных, улучшенное сетевое соединение и надежность, уменьшенную задержку, а также расширенные возможности голосовых и видеозвонков. Сети 4G обладают повышенной пропускной способностью, что делает их высокоэффективными даже в густонаселенных районах, позволяя одновременно подключаться большому количеству пользователей без ущерба для производительности сети. Таким образом, сети 4G обеспечивают высокую скорость, качество и надежность связи, что крайне важно для современных систем со1TP15Туникации.

Технология 4G значительно превосходит предыдущие технологии, обеспечивая скорость загрузки до 100 Мбит/с и скорость передачи до 50 Мбит/с. Это обеспечивает высокоскоростной доступ в Интернет, необходимый для таких приложений, как потоковое видео, мобильные игры и просмотр интернет-страниц с минимальными задержками и буферизацией. Технология 4G LTE значительно сократила время задержки в сети, что позволило эффективно использовать ее в приложениях, работающих в режиме реального времени, таких как VoIP-звонки, видеоконференции и онлайн-игры. Эти улучшения в скорости и задержках были также важны для IoT-приложений, таких как домашняя автоматика, носимые устройства и мобильные платежи, которые зависят от быстрого и стабильного подключения к сети. Хотя технологии 5G и другие доступны в некоторых частях мира, технология 4G LTE по-прежнему важна во многих отраслях и регионах. В условиях, когда 5G еще не полностью внедрен, 4G LTE остается стабильным и надежным вариантом для эффективного подключения мобильных устройств, систем реального времени, потокового видео и IoT-приложений.

Антенна 4G LTE - это антенна, предназначенная для приема и передачи сигналов в беспроводных сетях 4G, с помощью которой такие устройства, как смартфоны, планшеты и модемы, подключаются к интернету через сотовую сеть. Антенны 4G LTE играют важную роль в системах 4G, обеспечивая стабильное и сильное сигнальное соединение для оптимальной работы. Антенны 4G LTE способны значительно повысить уровень и качество сигнала. Это способствует высокой скорости, лучшему покрытию, уменьшению задержек и стабильной работе в сетях 4G. Антенны 4G также способны увеличить радиус действия устройства, позволяя принимать и передавать сигнал даже на больших расстояниях от вышек сотовой связи. Это может быть очень полезно в районах, где меньше вышек и сетевой инфраструктуры, например, в сельской местности. Антенны 4G LTE могут стать решением для обеспечения стабильного и скоростного соединения в таких районах. Даже с развитием технологий, выходящих за рамки 4G, сети 4G LTE по-прежнему занимают значительный процент сетей по всему миру. Правильно подобранная антенна 4G LTE может значительно повысить производительность пользовательского устройства и улучшить общее качество интернета и communication для пользователя.

Частотный диапазон антенн 4G LTE

Антенны 4G используются в широком диапазоне частот от 700 MHz до 2600 MHz по всему миру. Диапазон рабочих частот антенны 4G LTE является решающим фактором, определяющим зону покрытия антенны, качество сигнала и общую производительность. Конкретные диапазоны частот 4G LTE, в которых могут работать антенны, различны и зависят от региона, а также от поставщика услуг. Диапазон частот, в которых работают антенны 4G LTE, обычно делится на несколько только используемых частотных диапазонов, как указано ниже.

• 700 MHz (Band 12/13/17)
• 800 MHz (диапазон 20)
• 900 MHz (Band 8)
• 1800 MHz (Band 3)
• 2100 MHz (Band 1)
• 2600 MHz (Band 7)

Типы антенн 4G LTE

• Антенна Yagi

Антенны Yagi - это направленные антенны, которые обычно используются для связи "точка-точка". Они состоят из управляемого элемента, направляющих элементов, расположенных по обе стороны стреловидной структуры, и рефлектора. Сигнал от управляющего элемента отражается и распространяется вперед в целевом направлении антенными элементами, расположенными по бокам от центральной штанги. Антенны 4G LTE Yagi обычно имеют высокий коэффициент усиления и хороший радиус действия, однако для некоторых приложений они могут быть слишком громоздкими.

• Панельная антенна

Панельные антенны - это направленные антенны, обычно состоящие из диполя, размещенного перед плоским рефлектором. Такая конструкция эффективна для повышения мощности и направленности сигнала, поскольку большая площадь плоской поверхности обеспечивает высокий коэффициент усиления и позволяет сфокусировать луч сигнала. Это помогает снизить уровень помех и тем самым улучшить общую производительность и дальность действия. Панельные антенны 4G LTE идеально подходят для систем связи "точка-точка", например, в беспроводных транзитных линиях, а также в системах "точка-многоточка", таких как беспроводные точки доступа.

• Параболическая антенна

Параболические антенны - это антенны с высокой направленностью. Когда сигналы поступают на параболическую поверхность, они отражаются в сторону фокуса антенны, создавая высоко сфокусированный луч сигналов. Высокий коэффициент усиления и направленность параболических антенн делает их идеальными для передачи сигнала на большие расстояния. Параболические антенны 4G LTE также в основном используются для приложений "точка-точка".

• Антенна для потолочного монтажа

Потолочные антенны - это всенаправленные антенны, которые устанавливаются на потолке, как правило, для систем communication внутри зданий. Их охват 360 градусов делает их идеальными устройствами для обеспечения стабильного и надежного распределения сигнала по всему зданию или на большой открытой территории.

• Логопериодическая антенна

Логопериодические антенны - это направленные многоэлементные антенны, которые немного похожи на антенны Yagi. Они состоят из нескольких дипольных элементов разной длины, расположенных по определенной схеме. Такая конструкция позволяет им работать в широком диапазоне частот и делает их надежным и гибким решением для большинства приложений.

• Наружная антенна из стекловолокна

Эти антенны, как следует из названия, изготовлены из стекловолокна и предназначены для наружного применения. Они являются всенаправленными антеннами и благодаря своей конструкции и структуре могут обеспечивать стабильную связь даже при изменении условий окружающей среды. Стекловолоконные антенны 4G LTE чрезвычайно полезны для многих приложений, поскольку они устойчивы к коррозии, водонепроницаемы, прочны и, как правило, просты в установке.

• Антенна для резиновой уточки

Антенны типа "резиновая утка" - это монопольные антенны, которые заключены в гибкий и защитный резиноподобный материал. Компактный размер и гибкость делают их идеальными для портативных приложений. Антенны 4G LTE "резиновая утка" долговечны, сравнительно недороги и довольно просты в установке.

• Антенна с магнитным креплением

Антенны на магнитном креплении - это всенаправленные антенны, основой которых является сильный магнит. Они легко устанавливаются на металлические поверхности и идеально подходят для мобильных приложений, например, для установки на транспортные средства.  

• Антенна-шайба

Антенны Puck - это всенаправленные антенны, которые могут работать в широком диапазоне частот. Компактный дизайн, прочная и водонепроницаемая конструкция делают их универсальным вариантом антенн. Шайбовые антенны 4G LTE идеально подходят для высокоскоростной мобильной широкополосной связи. Они используются commonly в IoT-приложениях и системах "машина-машина".

Направленная и всенаправленная 4G-антенна

Направленные антенны 4G LTE фокусируют сигнал в одном направлении при передаче и приеме. Всенаправленные антенны фокусируют сигнал одинаково во всех направлениях. Поскольку всенаправленные антенны могут принимать и передавать сигналы во всех направлениях, они способны поддерживать стабильное соединение на протяжении всего времени, ко1TP15Туниковаться с другой базовой станцией во время перегруженности. Когда базовая станция, использующая направленную антенну, становится перегруженной или неисправной, производительность антенны значительно снижается. Таким образом, с точки зрения стабильности, всенаправленная антенна 4G может быть лучшим выбором, однако расстояние и дальность, на которую всенаправленные антенны 4G могут эффективно передавать сигналы, ниже, поскольку они разделяются на все направления. Поскольку сигналы фокусируются в одном направлении, направленные антенны способны передавать и принимать сигналы на большом расстоянии в этом направлении. Как и всенаправленная антенна, способная излучать во всех направлениях, она также будет подвержена помехам со всех направлений, что нежелательно.

Общий коэффициент усиления всенаправленной антенны 4G ниже, чем у направленной антенны, и, следовательно, пиковая пропускная способность ниже. Что касается установки и обслуживания, то всенаправленную антенну гораздо проще настроить по сравнению с направленной, поскольку она не требует точного размещения или выравнивания. В целом, если базовая станция находится поблизости и сигналы принимаются в достаточном количестве, всенаправленная антенна 4G может быть лучшим выбором, а если сигналов мало и базовая станция находится далеко, лучше использовать направленную антенну, нацеленную в сторону базовой станции, чтобы она могла более эффективно взаимодействовать благодаря высокой направленности и коэффициенту усиления.

Антенна 4G на улице и в помещении

При выборе антенны 4G LTE следует обратить внимание на то, какую антенну выбрать - внутреннюю или наружную. Внутренние антенны, как следует из названия, предназначены специально для использования внутри помещений. Они могут транслировать сигналы внутри здания и широко используются во многих отраслях. Они используются на предприятиях и в офисных зданиях для обеспечения внутренней связи, например, для мобильных устройств, ноутбуков, телевизоров и т.д. Они также используются для обеспечения возможности оплаты кредитными/дебетовыми картами в таких приложениях, как торговые автоматы и киоски. Внутренние антенны 4G LTE также активно используются в большинстве современных IoT-приложений, которые применяются в концепциях "умных городов" и "умных зданий". Наружные 4G-антенны специально разработаны для внешнего применения. Они способны выдерживать внешние условия окружающей среды, а также более сильные помехи от других окружающих устройств и препятствий. Они в основном используются в таких отраслях, как общественная безопасность, на транспортных средствах, таких как поезда, для транспортировки, IoT-устройств в пространстве "умного города" и т. д.  

Внешняя и внутренняя антенна 4G

Внутренние 4G-антенны встроены в само устройство. Они расположены внутри устройства и обычно не видны пользователю. Внешние 4G-антенны отделены от устройства и устанавливаются снаружи communicating устройства. Внутренние антенны 4G LTE, как правило, меньше по размеру, поскольку их необходимо устанавливать внутри устройства. Однако из-за этого они требуют точного проектирования и тестирования для достижения требуемого уровня производительности антенны. Внешние антенны 4G LTE минимизируют время разработки и тестирования, поскольку они, как правило, представляют собой удобные решения, которые можно сравнительно легко внедрить. Внутренние антенны 4G LTE обычно используются в таких приложениях, как смартфоны, носимые устройства, ноутбуки, устройства "умного дома" и т. д., в то время как внешние антенны 4G LTE предпочтительны для таких приложений, как маршрутизаторы, удаленные датчики, ретрансляторы и т. д.  

Как выбрать правильную 4G-антенну для вашего приложения?

Выбор наиболее подходящей антенны 4G LTE может существенно повлиять на производительность устройства. При выборе антенны 4G LTE необходимо учитывать множество факторов.

Прежде всего, необходимо проверить и подтвердить совместимость устройства с антенной. Также важно убедиться, что выбранная антенна 4G LTE поддерживает частоты, используемые оператором связи. Для обеспечения высокого качества связи необходимо, чтобы антенна 4G LTE имела высокий коэффициент усиления. Особенно в сельской местности, чем выше коэффициент усиления, тем лучше будет качество связи. Коэффициент усиления антенны определяет ее усиление и направленность сигнала, что влияет на ее способность передавать сигнал на большие расстояния. Также важно учитывать поляризацию антенны. Антенна 4G LTE, способная настраиваться по вертикали и горизонтали, идеально подходит для приложений, где может потребоваться регулировка в зависимости от условий сигнала. Как уже говорилось выше, антенны 4G LTE бывают внутренними и наружными, а также внешними и внутренними. При выборе типа антенны необходимо учитывать условия окружающей среды, например, сильный ветер. Еще одним важным фактором, определяющим уровень производительности антенны 4G LTE, является ее размещение и установка.

Также следует учитывать такие факторы, как высота расположения антенны, расстояние между другими антеннами, прямая видимость и помехи от других устройств. Выбор наиболее подходящей антенны и ее размещение в оптимальном месте и положении позволит оптимизировать работу антенны.

Заключение

Технология 4G LTE позволила значительно повысить скорость и пропускную способность по сравнению с предыдущими сетями третьего поколения. 4G по-прежнему остается важной частью сетей communication в большинстве стран мира и работает параллельно с технологиями 5G и последующими. Антенны 4G LTE играют важную роль в эффективной передаче и приеме сигналов в системах, и они доступны в различных типах, работающих в частотных диапазонах от 700 MHz до 2600 MHz. Они могут быть направленными или всенаправленными, внутренними или внешними, и могут быть созданы специально для внутреннего или наружного использования. Правильный анализ и понимание антенн 4G LTE позволит пользователям выбрать наиболее подходящую антенну для своего приложения.