与Lora Edge™一起使用的多频道天线的评估[第一部分]
Semtech的Lora Edge™LR1110集成了Lora®收发器，与Lorawan兼容的调制解调器®协议，Semtech的Lora Cloud™设备和应用程序服务，以及Wi-Fi B/G/N扫描仪和混合GPS/Beidou扫描仪。LR1110上的连接设备必须至少支持三个射频频段：
- 上UHF乐队（以下称为洛拉乐队），在无执照的LPWA连接性中，根据区域的不同，任何地方都有863至928MHz。
- GNSS频段：GPS L1频段1.575.42 MHz，B1 Beidou频段为1561.098MHz。
- 802.11 Wi-Fi频段的2400至2483.5MHz。
本文的目的是调查三带天线的可用解决方案。该行业受到多功能蜂窝技术（例如上一代4G智能手机）的影响，已经开发了多台天线，并且这些概念大多数都适用于我们的Lora Edge平台。
在本文档中，我们解决以下内容：
- 几种天线技术的优缺点
- 无线产品设计固有的常见陷阱，包括DO和NOTS
- 董事会尺寸，匹配要求和天线放置的指南，以降低产品设计差的风险
- 最大化成功概念证明的机会
- 优化的参考设计，包括性能指标
这是一系列论文中的第一篇，提供了我们已经分析的商业，现成的多播式天线的实验结果，并且是希望集成LR1110的公司的起点，而无需创建有关昂贵的研究自定义天线。
总体方法论
天线制造商的网站为其天线产品提供基线信息：VSWR，增益图和效率，所有这些都在特定的测试条件下测量。在大多数情况下，指定了测试板，显示了天线进料点和实验过程中使用的板尺寸。因为跟踪器可能受到尺寸约束，强调了天线可能不按指定行为的原因至关重要：例如，当天线被特定材料接近时“加载”天线时，或者当天线被其近距离降低时。尺寸错误。
在这项研究中，指导原则是为了解释如何：
- 根据其通用特性（例如大小和效率）选择天线。当然，由于优化了LR1110以提供三个频段的无线电功能，因此重点是三带天线（尽可能）。
- 模拟或评估预期天线对于给定的一组测试用例的性能。可以为许多天线复制此测试方案，并且可以轻松比较测试，以突出各种模型的好处。
- 测量对板尺寸的天线性能依赖性；鉴于某些用例要求采用极小，高度集成的解决方案。我们在这里的目的是重申物理定律要求一定的板规模以保持正确的效率，而天线调整的推论也取决于板尺寸。
- 估计天线的敏感性。宠物跟踪器在靠近动物组织的附近工作，而冷链监测跟踪器接近金属，这对天线性能具有重大影响。
在将来的论文中，被动天线测试将通过主动天线测试增强。
我们的目标是为天线选择提供指导，并突出与尺寸和失调有关的陷阱，这是常见的错误，可能导致在野外或资格期间观察到的表现不佳。
为什么天线应尽可能高效？
洛拉（Lora）运营的乐队（主要在863至928MHz之间）在世界范围内使用无执照的无线电设备：车库门开瓶器，遥控器和国内警报系统，仅举几例。随着LPWAN市场机会产生的浓厚兴趣，传统的蜂窝网络运营商已投资于全国范围内的部署，安装网关，平均密度在一个网关之间的平均密度约为1000公里2（农村部署），到达一个门户约5公里2（密集的城市部署），并将在未来几年吸收更多流量。
推出网络时，运营商使用传统的传播模型和工具来模拟覆盖范围，从而做出了一般假设，例如：
- 网关的高度（基站在细胞术语中）
- 辐射功率和门户的灵敏度
- 连接的物联网设备的有效辐射功率
- 物联网设备的辐射灵敏度
上面列表中的前两个元素受到了很好的控制：网关是工业级设备，可以花费几百到几千美元，其位置良好且高质量的天线绑在屋顶顶部的固定点上bet188软件下载或在电信塔上。繁殖模型虽然不完美，但却受益于数十年的经验和蜂窝和寻呼行业的精炼，并且是可靠的。
更重要的是，为了保证覆盖范围，载体对连接的设备向网络辐射的实际功率做出了假设。在欧洲，有效的辐射功率（E.R.P.）在法律上仅限于25MW，电信运营商将保证对领土的某些覆盖范围假设从物体中出现的实际功率将为25MW。没有适当的（设备和）天线设计，覆盖范围图和服务水平协议（SLA）就变得无关紧要。这就是为什么从一开始就正确正确的洛拉天线设计至关重要的原因。
对于Semtech的Lora Edge产品的辅助GNSS扫描仪，GNSS天线的性能同样重要。我们的辅助GNSS扫描仪的灵敏度约为−141dBm。美国军方保证，在地球上的任何位置，GPS信号都将大于：130dBm（https://www.gps.gov/technical/icwg/is-gps-200l.pdf）。但是，这意味着一定的余量，鉴于对物联网（IoT）的跟踪器（物联网）的尺寸受到约束，不一定要良好，并且通常没有面向天空的圆形偏振天线，因此GNSS天线的每百分比都很重要。
Wi-Fi带效率的关键要少一些，因为许多Wi-Fi访问点（AP）通常在人口稠密的地区可用。但是，具有良好设计的天线可确保观察到尽可能多的访问点。