Antennes personnalisées pour applications cellulaires
Je suis ingénieur antenniste chez Digi Wireless Design Services. Je vais vous parler aujourd'hui des antennes personnalisées, et plus particulièrement 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, ainsi que des avantages et des inconvénients de chacune d'entre elles. Aujourd'hui, j'aimerais me pencher sur la question suivante : pourquoi des antennes personnalisées pour les applications cellulaires ? En règle générale, les conceptions cellulaires portent sur des volumes plus importants, ce qui permet de rechercher une solution moins coûteuse. Il se peut que vous ayez des contraintes mécaniques pour lesquelles une antenne sur étagère ne conviendra pas, ce qui réduit les risques.
Une antenne cellulaire personnalisée est-elle la solution la moins risquée ?
C'est donc sur ce point que je souhaite insister aujourd'hui, c'est-à-dire sur la raison pour laquelle une antenne cellulaire personnalisée est la solution la moins risquée. Lorsque vous concevez un produit cellulaire, vous devez obtenir des autorisations supplémentaires. Vous devrez donc passer par les approbations de Verizon, AT&T ou T-Mobile, en plus de celles du CTA, du PTCRB et de la FCC. Il y aura donc des exigences supplémentaires par rapport à ce à quoi vous êtes peut-être habitué si vous avez fabriqué 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 sous tous les angles à partir de l'antenne et de l'antenne intégrée. Et TIS est une mesure de la sensibilité sous tous les angles à partir de l'antenne et intégrée. On obtient ainsi deux chiffres qui déterminent les exigences en matière d'efficacité de l'antenne.
Ce qui nous amène directement à notre processus de conception d'antennes, et nous commençons par nous demander quelles sont les exigences.
Nous aurons juste besoin de savoir où vous prévoyez d'expédier le produit et quel opérateur vous prévoyez d'utiliser. En effet, AT&T et Verizon auront des exigences différentes en matière d'OTA, de TRP et de TIS. C'est ce qui déterminera la conception de l'antenne, la modélisation électromagnétique et la simulation. L'avantage des antennes personnalisées, c'est que nous pouvons simuler la conception avant de construire quoi que ce soit, réaliser des études de compromis et gagner ainsi beaucoup de temps. Voici donc un exemple d'antenne de traçage de circuit imprimé. Nous avons l'antenne ici. Nous avons un plan de masse de longueur L. Nous pouvons donc faire varier la longueur du plan de masse et mesurer l'efficacité en fonction de la fréquence. Nous pouvons mettre en place un ensemble de tracés et voir les performances de l'antenne lorsque nous augmentons la taille de l'antenne et/ou du plan de masse.
Nous pouvons ensuite prendre les résultats de ces simulations et choisir une antenne qui répondra aux exigences de notre transporteur, ici en rouge, et qui aura la marge nécessaire pour répondre à toutes ces exigences. Ensuite, nous pouvons construire des prototypes basés sur ces modèles. Ensuite, nous mettrons au point et testerons ces prototypes. Nous effectuons ces tests en examinant le gain, l'efficacité et le diagramme de champ lointain de l'antenne. Et nous allons les comparer 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 parce que nous saurons que nos exigences en matière d'antenne répondront aux exigences d'efficacité que nous avons extrapolées à partir des exigences de l'opérateur.
Nous pouvons donc nous lancer dans l'intégration de l'assemblage de la carte de circuit imprimé avec la certitude que nous n'aurons pas à revoir la conception des éléments mécaniques. La grande différence par rapport à une antenne standard, c'est que vous connaîtrez tous ces éléments avant même de procéder à l'intégration, ce qui vous donnera beaucoup d'assurance. J'espère avoir montré pourquoi une antenne cellulaire personnalisée est la solution la moins risquée lorsqu'il s'agit d'une application cellulaire.