การใช้เสาอากาศ MIMO 5G ขนาดกะทัดรัดเพื่อการเชื่อมต่อและความสวยงามที่เหมาะสมที่สุด

การใช้งานเครือข่าย 5G กำลังเพิ่มอัตราการรับส่งข้อมูลที่เร็วขึ้น ความจุที่เพิ่มขึ้น และการเชื่อมต่อที่ราบรื่นอย่างรวดเร็วไปทั่วโลก ซึ่งเทคโนโลยีเสาอากาศหลายอินพุตหลายเอาต์พุต (MIMO) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการส่งมอบ 5G รวมถึงการรับส่งข้อมูลหลายแหล่งพร้อมกัน ประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลที่ได้รับการปรับปรุง และประสิทธิภาพเครือข่ายโดยรวม

แม้ว่าจะมีตัวเลือกเสาอากาศมากมาย แต่การใช้งานจำนวนมากต้องการเสาอากาศ MIMO ขนาดเล็กที่นักออกแบบสามารถติดตั้งเข้ากับระบบที่มีพื้นที่จำกัด หรือวางไว้ในสถานที่ที่มิดชิดในการรักษาความปลอดภัย ที่อยู่อาศัย การค้าปลีก และการใช้งานอื่นๆ

บทความนี้จะอธิบายโดยสังเขปเกี่ยวกับความท้าทายที่นักออกแบบอุปกรณ์ 5G ขนาดเล็กและมิดชิดต้องเผชิญ จากนั้นจะแนะนำเสาอากาศ MIMO 5G/4G ขนาดกะทัดรัดจาก Taoglas ที่ตอบสนองความต้องการของนักออกแบบในขณะที่ให้การครอบคลุมคลื่นความถี่ที่กว้าง ความเข้ากันได้ทั่วโลก และความสะดวกในการใช้งาน

การใช้งานและความท้าทายสำหรับเสาอากาศ 5G MIMO รูปทรงต่ำขนาดกะทัดรัด

การติดตั้งเสาอากาศ 5G MIMO ขนาดเล็กรูปทรงต่ำอย่างมิดชิดสามารถให้อัตราข้อมูลและความครอบคลุมที่จำเป็นสำหรับการใช้งานจำนวนมาก ซึ่งนักออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์และความปลอดภัยสำหรับผู้บริโภคต้องการมอบประสิทธิภาพ 5G โดยไม่กระทบต่อความสวยงาม ในการใช้งานด้านการขนส่งและอุตสาหกรรม เสาอากาศขนาดกะทัดรัดสามารถลดผลกระทบต่อการมองเห็นที่รบกวนสายตาซึ่งเสาอากาศแบบธรรมดาขนาดใหญ่อาจมีต่อผู้ควบคุมยานพาหนะหรืออุปกรณ์ โดยเสาอากาศขนาดกะทัดรัดช่วยให้นักออกแบบเพิ่มการเชื่อมต่อ 5G ได้ง่ายขึ้นในการใช้งานขนาดเล็กและครบวงจร เช่น ป้ายดิจิทัล ตู้ขาย ณ จุดขาย และอุปกรณ์เครือข่าย

สำหรับการใช้งานในระบบกระบวนการทางอุตสาหกรรมและ Internet of Things (IoT) นักออกแบบสามารถเพิ่มเสาอากาศ 5G MIMO ขนาดเล็กได้อย่างง่ายดาย เพื่อให้การเชื่อมต่อเครือข่าย 5G สำหรับสถานที่ห่างไกล หรือทำหน้าที่เป็นตัวเลือกการเชื่อมต่อสำรองสำหรับเครือข่ายการสื่อสารที่มีอยู่

การใช้เสาอากาศหลายตัวและการประมวลผลที่เกี่ยวข้องทำให้การรวบรวมข้อมูลแต่ละรายการสามารถมัลติเพล็กซ์ได้ เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของลิงก์ และชดเชยการสูญเสียสัญญาณเพื่อรักษาอัตราข้อมูลที่สูง เสาอากาศ MIMO ตอบโต้การเสื่อมสภาพของสัญญาณเนื่องจากการสูญเสียเส้นทางสูงในการสื่อสารแบบคลื่นมิลลิเมตร และการเฟดดิงหลายวิถีที่เลวร้ายยิ่งขึ้นจากการปรับใช้เซลล์ขนาดเล็กที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่าย 5G

แม้ว่าเทคโนโลยี MIMO จะให้ประโยชน์ที่สำคัญ แต่ก็ยังก่อให้เกิดความท้าทายในการนำไปใช้ด้วย ความท้าทายเหล่านี้ได้แก่ การลดการเชื่อมต่อระหว่างกันให้เหลือน้อยที่สุด และการเพิ่มการแยกส่วนระหว่างองค์ประกอบของเสาอากาศ MIMO ให้สูงสุด เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการแผ่รังสีที่เหมาะสมที่สุด

การออกแบบเสาอากาศ MIMO ก่อนหน้านี้ได้แก้ไขข้อกังวลเหล่านี้โดยการเพิ่มระยะห่างทางกายภาพระหว่างเสาอากาศ ทำให้ผู้ใช้สามารถรับมือกับการติดตั้งระบบเสาอากาศขนาดใหญ่ได้ เนื่องจากนักออกแบบมองหาที่จะรองรับการติดตั้งที่มีพื้นที่จำกัด พื้นที่ทางกายภาพสำหรับการวางเสาอากาศหลายอันในการออกแบบเสาอากาศ MIMO จึงมีข้อจำกัดมากขึ้น วิธีดังกล่าวเป็นผลให้ผลกระทบเช่นการมีการจับคู่ร่วมกันและประสิทธิภาพที่ลดลงจะเด่นชัดมากขึ้น

การเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ต้องใช้แนวทางใหม่ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุขั้นสูง วิธีการแยกส่วน การย่อขนาด และการออกแบบระนาบพื้นที่เหมาะสมที่สุด

วิธีแก้ปัญหาที่ง่ายกว่าในการติดตั้งเสาอากาศ 5G

ตัวอย่างที่ดีของการประยุกต์ใช้แนวทางใหม่คือ Taoglas MA322.A.001 เสาอากาศ MIMO ซีรีส์ Comet (รูปที่ 1) โดยอุปกรณ์นี้ให้ประสิทธิภาพ 5G MIMO ในรูปทรงต่ำที่มีลักษณะคล้ายลูกฮอกกี้ โดยมีขนาด 80 x 18.1 มิลลิเมตร (มม.) และหนัก 113 กรัม (ก.)

รูปที่ 1: ออกแบบมาให้ติดตั้งได้ง่ายและรอบคอบด้วยการติดตั้งด้วยแม่เหล็กหรือกาว เสาอากาศ MA322 5G MIMO มีขนาดเพียง 80 x 18.1 มม. (แหล่งที่มาภาพ: Taoglas)

ฟอร์มแฟคเตอร์และน้ำหนักของ MA322 ช่วยให้สามารถใช้งานได้ในกรณีที่เสาอากาศขนาดใหญ่และหนักไม่สามารถใช้งานได้จริงหรือตามที่ต้องการ นอกจากนี้ยังได้รับการออกแบบสำหรับตัวยึดแบบแม่เหล็กหรือแบบยึดติด โดยให้การเชื่อมต่อ 5G ในการใช้งานที่มีอยู่ซึ่งไม่ต้องการรูยึดแบบเจาะ ซึ่งรวมถึงการใช้งานต่างๆ เช่น หน่วยกู้ภัยฉุกเฉินและยานพาหนะบริการฉุกเฉินที่ต้องการการสื่อสาร 5G ที่อัปเกรดแล้ว เพื่อให้การเชื่อมต่อเสาอากาศกับการใช้งานของผู้ใช้ง่ายขึ้น การเชื่อมต่อ MIMO 1 และ 2 ของเสาอากาศแต่ละอันจะมาพร้อมกับสายเคเบิลแบบที่มีการสูญเสียต่ำยาว 2 เมตร (ม.) พร้อมขั้วต่อย่อยความถี่สูงรุ่น A (SMA)

อุปกรณ์นี้เหมาะสำหรับการติดตั้งในร่มหรือกลางแจ้ง ตู้เสาอากาศมีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ -40°C ถึง +85°C และได้มาตรฐาน IP67 ซึ่งให้การป้องกันฝุ่นและการป้องกันน้ำเข้าเมื่อจุ่มในน้ำลึกไม่เกิน 1 เมตร โครงสร้างตัวเรือนผลิตจากพลาสติกอะคริโลไนไตรล์ สไตรีน อะคริเลต (ASA) เพื่อให้ความมีความทนทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ซึ่งจำเป็นสำหรับการติดตั้งกลางแจ้งในระยะยาว มีแผ่นโฟม 3M แบบแยกรวมอยู่ด้วย ช่วยให้สามารถติดตั้งกาวบนพื้นผิวที่ไม่ใช่แม่เหล็กได้

เสาอากาศนี้เป็นไปตามข้อกำหนดการลงทะเบียน การประเมิน การอนุญาต และการจำกัดสารเคมี (REACH) ของสหภาพยุโรป (EU) และกฎหมายการจำกัดสารอันตราย (RoHS) ของสหภาพยุโรป

ประสิทธิภาพสูงพร้อมรองรับความถี่เซลลูล่าร์ทั่วโลก

ออกแบบด้วยเสาอากาศ 5G/4G ประสิทธิภาพสูงสองตัว MA322 รองรับความถี่เซลลูลาร์ 5G ทั่วโลกและแบนด์ 4G, 3G และ 2G ตั้งแต่ 617 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ถึง 5925 MHz ทำได้ในขณะที่ส่งมอบคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพซึ่งโดยทั่วไปจะขาดในเสาอากาศขนาดเล็ก

ด้วยคุณลักษณะการสูญเสียเนื่องจากการย้อนกลับที่ต่ำและค่าข้อมูลจำเพาะอัตราส่วนคลื่นยืน (VSWR) ของแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ เสาอากาศ MA322 จึงทำงานที่ระดับประสิทธิภาพเสาอากาศขนาดเล็กทั่วไปโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพของสัญญาณลดลง (รูปที่ 2)

รูปที่ 2: การออกแบบที่เป็นนวัตกรรมช่วยให้ MA322 สามารถมอบระดับประสิทธิภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนในเสาอากาศที่มีรูปทรงลูกฮอกกี้ขนาดใกล้เคียงกัน (แหล่งที่มาภาพ: Taoglas)

ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการการสื่อสารระยะไกลและการลดการสูญเสียตามระยะทางของนักออกแบบ เสาอากาศ MA322 ให้ระดับเกนสูงสุดที่เสถียร (รูปที่ 3) และรูปแบบการแผ่รังสีรอบทิศทางที่ยอดเยี่ยม (รูปที่ 4) ตลอดช่วงความถี่การทำงานทั้งหมด อัตราขยายสูงสุดสูงสุดคือ 4.2 เดซิเบลเมื่อเทียบกับไอโซโทรปิก (dBi) และช่วงความถี่การทำงานรวมถึงย่านความถี่ 3550 MHz ซึ่งอยู่ภายในย่านความถี่ 5G ที่ใช้บ่อยในสหรัฐอเมริกาและยุโรป

รูปที่ 3: MA322 ตอบสนองความต้องการในการเพิ่มจุดสูงสุดที่มั่นคง โดยบรรลุจุดสูงสุดสูงสุดที่กำหนดไว้ที่ 4.2 dBi (แหล่งที่มาภาพ: Taoglas)

รูปที่ 4: MA322 มีรูปแบบการแผ่รังสีที่สม่ำเสมอสูงตลอดช่วงความถี่การทำงาน รวมถึงที่ย่านความถี่ 3550 MHz ที่แสดงไว้ที่นี่ (แหล่งที่มาภาพ: Taoglas)

ด้วยประสิทธิภาพที่เสถียรและการติดตั้งง่าย เสาอากาศ MA322 นำเสนอโซลูชันการติดตั้ง 5G ที่พร้อมสำหรับนักออกแบบสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

สรุป

ความพร้อมใช้งานของวัสดุและวิธีการออกแบบขั้นสูงมากขึ้นทำให้สามารถพัฒนาเสาอากาศ MIMO ขนาดเล็กจาก Taoglas ซึ่งสามารถบรรลุระดับการขยายและประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับการดำเนินงาน 5G อุปกรณ์ขนาดเล็กกะทัดรัดนี้ช่วยให้นักออกแบบสามารถเพิ่มการเชื่อมต่อ 5G ให้กับการใช้งานที่มีพื้นที่จำกัด ซึ่งจำเป็นต้องมีความปลอดภัย ความสวยงาม และใช้งานง่าย