Nelle comunicazioni mobili due categorie principali di antenne utilizzate sono l’antenna Omni e l’antenna direzionale qui scrivo sulle caratteristiche e sull’uso dell’antenna.
TIPI DI ANTENNA
Antenna omnidirezionale
- Queste antenne sono utilizzate principalmente nelle zone rurali.
- In tutte le direzioni orizzontali queste antenne irradiano con uguale potenza.
- Nel piano verticale queste antenne si irradiano uniformemente su tutti gli angoli di azimut e hanno un fascio principale con lobi laterali superiori ed inferiori.
Antenna direzionale
- Queste antenne sono utilizzate principalmente nei sistemi cellulari mobili per ottenere un guadagno maggiore rispetto all’antenna omnidirezionale e per ridurre al minimo gli effetti di interferenza nella rete.
- Nel piano verticale queste antenne si irradiano uniformemente su tutti gli angoli di azimut e hanno un fascio principale con lobi laterali superiori ed inferiori.
- In questi tipi di antenne, la radiazione è diretta ad un angolo specifico anziché uniformemente su tutti gli angoli di azimut nel caso delle antenne Omni.
CARATTERISTICHE DELL’ANTENNA
Modello di radiazione
- Le caratteristiche principali dell’antenna sono il diagramma di radiazione.
- Il modello dell’antenna è una rappresentazione grafica in tre dimensioni della radiazione dell’antenna in funzione della direzione angolare.
- Le prestazioni di radiazione dell’antenna vengono solitamente misurate e registrate su due piani principali ortogonali (piano E e piano H o piani verticale e orizzontale).
- Lo schema della maggior parte delle antenne delle stazioni base contiene un lobo principale e diversi lobi minori, chiamati lobi laterali.
- Un lobo laterale che si presenta nello spazio nella direzione opposta al lobo principale è chiamato lobo posteriore.
Guadagno dell’antenna
- Il guadagno dell’antenna è una misura dell’efficienza delle antenne.
- Il guadagno è il rapporto tra la radiazione massima in una data direzione e quella di un’antenna di riferimento a parità di potenza in ingresso.
- Generalmente l’antenna di riferimento è un’antenna isotropa.
- Il guadagno viene misurato generalmente in “decibel sopra l’isotropo (dBi)” o “decibel sopra un dipolo (dBd).
- Un radiatore isotropico è un’antenna ideale che irradia potenza con guadagno unitario uniformemente in tutte le direzioni. dBi = dBd + 2,15
- Il guadagno dell’antenna dipende dalle dimensioni meccaniche, dall’area di apertura effettiva, dalla banda di frequenza e dalla configurazione dell’antenna.
- Le antenne per GSM1800 possono ottenere da 5 a 6 dB di guadagno in più rispetto alle antenne per GSM900 pur mantenendo le stesse dimensioni meccaniche.
Rapporto fronte-retro
- È il rapporto tra la massima direttività di un’antenna e la sua direttività in una specifica direzione all’indietro.
- In genere è opportuno utilizzare un’antenna con un rapporto fronte-retro elevato.
Prima larghezza di raggio nulla
- La prima larghezza del fascio nullo (FNBW) è l’intervallo angolare tra i primi pattern nulli adiacenti al lobo principale.
- Questo termine descrive la copertura angolare delle celle inclinate.
Lobi dell’antenna
- Il lobo principale è il lobo della radiazione contenente la direzione della massima radiazione.
- Lobi laterali
Ampiezza del fascio a metà potenza
- L’ampiezza del fascio di metà potenza (HPBW) è l’angolo tra i punti sul lobo principale che hanno un guadagno inferiore di 3 dB rispetto al massimo.
- Angoli stretti significano una buona focalizzazione della potenza irradiata.
Polarizzazione
- La polarizzazione è la propagazione del vettore del campo elettrico.
- Le antenne utilizzate nelle comunicazioni cellulari sono solitamente polarizzate verticalmente o incrociate.
Banda di frequenza
- È l’intervallo di frequenze entro il quale le prestazioni dell’antenna, rispetto ad alcune caratteristiche, sono conformi ad uno standard specificato.
- Il VSWR di un’antenna è il principale fattore limitante della larghezza di banda.
Impedenza dell’antenna
- L’accoppiamento di potenza massimo nelle antenne può essere ottenuto quando l’impedenza dell’antenna corrisponde all’impedenza dei cavi.
- Il valore tipico è 50 ohm.
Dimensioni meccaniche
- Le dimensioni meccaniche sono correlate al guadagno dell’antenna ottenibile.
- Le antenne di grandi dimensioni forniscono guadagni più elevati ma richiedono anche attenzione nell’implementazione e applicano una coppia elevata al palo dell’antenna.