• Home
  • تکنولوژی
  • اهمیت طراحی آنتن در توسعه محصولات اینترنت اشیا
آنتن

اهمیت طراحی آنتن در توسعه محصولات اینترنت اشیا

مقدمه

در سال 2010، سازنده یک گوشی هوشمند معروف، محصول جدیدی با نقص طراحی آنتن (در حال حاضر بدنام) منتشر کرد. اگر تلفن به روش خاصی نگه داشته می شد، نزدیکی دست یا انگشتان مشتری باعث می شد سیگنال های وای فای 2.4 گیگاهرتزی ضعیف شوند.

 

نسبت انرژی RF که در واقع توسط آنتن تابش می شود به این بستگی دارد که آیا به درستی برای فرکانس مورد استفاده تنظیم شده است یا نه. اگر آنتن به درستی تنظیم نشود، نسبتی از توان ارسالی به جای تابش به گیرنده به فرستنده منعکس می شود.

آنتن باید برای عملکرد کارآمد در فرکانس های مورد نیاز طراحی شود و طراحان باید مراقب باشند که مکان آنتن را طوری قرار ندهند که توسط (مثلا) محفظه محصول، اجزای آن یا بدن کاربر (مانند مشتری) تنظیم نشود.

ساده ترین آنتن (تئوری) رادیاتور همسانگرد است. این سیگنال یکنواخت را در همه جهات منتشر می کند. مانند آب شدن کرده داخل یک ظرف.  مهم نیست که محصول یا آنتن چگونه جهت گیری می کند، سیگنال ها از فرستنده به گیرنده ارسال می شود.

با این حال، هیچ آنتن عملی واقعاً همسانگرد نیست. همه آنها سیگنال های بیشتری را در برخی جهات نسبت به بقیه تابش می کنند. گاهی اوقات این امر مطلوب است . برای مثال، اگر محصول در یک مکان ثابت باشد سود بیشتری را به همراه دارد. اما اگر آنتن یک محصول پوشیدنی، دستی یا تلفن همراه دارای الگوی غیر یکنواختی باشد (به این معنی که سیگنال در برخی جهات بیشتر از سایر جهات ساطع می شود) این خطر وجود دارد که وقتی محصول در جهت گیری های خاصی قرار دارد، ارتباط قطع شود.

اهمیت طراحی آنتن در یک محصول بی سیم یا اینترنت اشیا

طراحی آنتن

اهمیت طراحی، تست و یکپارچه سازی مناسب آنتن باید آشکار باشد. یک آنتن به خوبی مهندسی شده و آزمایش شده به موفقیت یک محصول کمک می کند.

برخی از ویژگی های مهم عبارتند از :

  • ارائه بهره (در صورت لزوم، مانند محصولات ثابت) که سیگنال تشعشعی را افزایش می دهد در حالی که باتری اضافی مصرف نمی کند.
  • اطمینان از انتشار نسبتاً ثابت سیگنال در همه جهات (برای محصولات پوشیدنی، دستی و اینترنت اشیا) به طوری که ارتباط به دلیل حرکت از بین نرود.
  • به حداکثر رساندن سطح سیگنال در حالی که دریافت نویز را از طریق مکان بهینه به حداقل می رساند (به ویژه برای به حداقل رساندن دریافت نویز از سایر اجزای محصول، از محافظت سیگنال از محصول یا محفظه خودداری کنید و اطمینان حاصل کنید که آنتن تنظیم نشده است).

توجه داشته باشید که در هر ارتباط دو آنتن وجود دارد – آنتن Tx و آنتن Rx. بنابراین، هر گونه بهبود در عملکرد آنتن محصول باعث بهبود دو برابری در SNR دریافتی می شود.

بهبود قدرت Rx، و در نتیجه SNR، باعث بهبود نرخ داده، افزایش برد، افزایش ایمنی و امنیت و به طور کلی بهبود تجربه کاربر خواهد شد. این عوامل نه تنها رضایت مشتری را افزایش می دهند، بلکه عملکرد محصول را در بررسی ها و تست های سر به سر به عنوان بخشی از فرآیند انتخاب محصول افزایش می دهند.

ما نمی توانیم برای طرح های آنتن از طرح های مرجع استفاده کنیم. چنین طرح هایی عوامل خاص محصول مانند خانه و چیدمان اجزا را در نظر نمی گیرند. طراحی‌ های مرجع به‌ جای اینکه راه‌ حلی بهینه‌ سازی شده برای مشتری باشند، به دنبال ارائه راهنمایی هستند. آنها ممکن است روی میز آزمایش کار کنند. اما در یک بازار رقابتی که محصولات بی‌ سیم/IoT برای رضایت مشتری و در نهایت موفقیت به ارتباطات مؤثر وابسته هستند، کافی نخواهند بود.

Rx power (dBm) = Tx power (dBm) – Tx feed loss (dB) + Tx antenna gain (dB) – propagation loss (dB) + Rx antenna gain (dB) – Rx feed loss (dB)

مطالعات موردی

در سال 2010، سازنده یک گوشی هوشمند معروف، محصول جدیدی با نقص طراحی آنتن (در حال حاضر بدنام) منتشر کرد. اگر تلفن به روش خاصی نگه داشته می شد، نزدیکی دست یا انگشتان مشتری باعث می شد سیگنال های وای فای 2.4 گیگاهرتزی ضعیف شوند.

این اتفاق به این دلیل است که سیگنال‌ های 2.4 گیگاهرتز توسط آب جذب می‌ شوند و بدن انسان بیش از 70 درصد آب است. اگرچه این مشکل در مدل‌ های بعدی برطرف شد. اما این مشکل باعث آسیب جدی به شهرتش شد و مشتریان را بر آن داشت تا از این محصول اجتناب کنند. این موضوع کاملاً قابل پیشگیری بود و باید در مرحله شبیه سازی یا آزمایش شناسایی می شد.

آنتن

در سال 2019، یک تولیدکننده گوشی‌های هوشمند و تبلت، محصولی را عرضه کرد که در یک جهت خاص، مشکلات عملکرد وای‌ فای 2.4 گیگاهرتزی را نشان داد. این مشکل ممکن است به دلیل قرار گرفتن دست های مشتری، یا الگوی غیر یکنواخت تابش آنتن، یا ترکیبی از هر دو مشکل ایجاد شده باشد. این مشکل پوشش گسترده‌ ای در رسانه‌ ها و بررسی‌ های محصول دریافت کرد و باعث آسیب به شهرت سازنده شد.

به لطف طراحی، آزمایش و ادغام مناسب ، صنایع در سرتاسر جهان با موفقیت محصولات اینترنت اشیا را می‌سازند که شاهد موفقیت مداوم هستند.

فهرست مطالب

مقالات مرتبط
اینترنت اشیا و خودرو های برقی – کاربرد ها و چالش ها
تاثیر اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) در تعمیر و نگهداری پیش بینی شده
اینترنت اشیا (IoT) چیست؟ هرانچه که باید بدانید
شیشه هوشمند چیست؟ هر آنچه باید بدانید
سیستم اعلام حریق متعارف چیست؟

اشتراک گذاری :

اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در email

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.