Antennes sur mesure pour les applications cellulaires
Je suis ingénieur en antennes chez Digi Wireless Design Services. Je vais vous parler aujourd'hui des antennes personnalisées, et plus précisément des antennes personnalisées pour les applications cellulaires. Si vous avez regardé la dernière vidéo, nous avons parlé des antennes personnalisées par rapport aux antennes standard et des avantages et inconvénients de chacune. Aujourd'hui, je veux vraiment me plonger dans le pourquoi du sur mesure pour les cellulaires. En général, les conceptions cellulaires sont plus volumineuses, et vous recherchez donc une solution moins coûteuse. Il se peut que vous ayez des contraintes mécaniques pour lesquelles une antenne standard ne conviendra pas et que le risque soit moindre.
Une antenne cellulaire personnalisée est-elle la solution la moins risquée ?
C'est le point sur lequel je veux vraiment insister aujourd'hui, c'est pourquoi une antenne cellulaire personnalisée est la solution la moins risquée. Maintenant, lorsque vous concevez un produit cellulaire, vous allez devoir passer par des approbations supplémentaires. Vous allez devoir passer par les approbations de Verizon, AT&T ou T-Mobile en plus de, disons, CTA, PTCRB et FCC. Il y aura donc des exigences supplémentaires par rapport à celles auxquelles vous êtes habitué si vous avez fait un appareil Wi-Fi ou Bluetooth.
Tests clés pour l'approbation des réseaux cellulaires
Certains tests clés de ces approbations de réseau sont TRP et TIS. TRP est la "puissance rayonnée totale" qui est une mesure de la puissance délivrée par l'antenne dans tous les angles de l'antenne et intégrée. Et TIS est une mesure de la sensibilité sur tous les angles de l'antenne et intégrée. Cela va donc vous donner deux chiffres qui vont déterminer les exigences d'efficacité de l'antenne.
Ce qui nous amène directement à notre processus de conception d'antennes et c'est ce qui commence avec, quelles sont les exigences ?
Nous avons juste besoin de savoir où vous prévoyez d'expédier le produit et quel opérateur vous prévoyez d'utiliser ? Parce que AT&T et Verizon vont avoir des exigences OTA différentes, des exigences TRP et TIS différentes. Et cela va déterminer la conception de l'antenne, la modélisation électromagnétique et la partie simulation. Et ce qui est bien avec les antennes personnalisées, c'est que nous pouvons simuler la conception avant de construire quoi que ce soit, et nous pouvons faire des études de compromis et gagner beaucoup de temps de cette façon. Voici donc un exemple d'une antenne de trace PCB. Nous avons donc l'antenne ici. Nous avons un plan de masse de longueur L. Ce que nous pouvons faire, c'est varier la longueur du plan de masse et mesurer l'efficacité en fonction de la fréquence. Nous pouvons regrouper un certain nombre de graphiques et voir les performances de l'antenne lorsque nous augmentons la taille de l'antenne et/ou du plan de masse.
Ensuite, nous pouvons prendre ces résultats de simulation, nous pouvons choisir une antenne qui va répondre à nos exigences de transporteur ici en rouge et qui a la marge de toutes ces exigences. Et puis nous pouvons construire des prototypes basés sur ces modèles. Et puis nous allons régler et tester ces prototypes. Et nous effectuons les tests en examinant le gain, l'efficacité et le diagramme de champ lointain de l'antenne. Et nous allons comparer cela à nos exigences initiales. À ce stade, nous aurons une grande confiance dans l'antenne et la conception mécanique et nous pourrons finaliser la conception industrielle, car nous saurons que les exigences de notre antenne répondront aux exigences d'efficacité que nous avons extrapolées à partir des exigences de l'opérateur.
Ainsi, nous pouvons nous lancer dans l'intégration de l'assemblage du PCB avec la certitude que nous n'aurons pas à redessiner la mécanique. La grande différence par rapport à la mise en œuvre d'une antenne standard, c'est que vous allez connaître tous ces éléments avant même de procéder à l'intégration, ce qui vous donnera une grande confiance. J'espère que vous avez compris pourquoi une antenne cellulaire personnalisée est la solution la moins risquée lorsque vous avez affaire à une application cellulaire.