مقدمة في هوائيات لورا

يتم استخدام هوائيات Lora لنقل واستلام الإشارات اللاسلكية لأجهزة وشبكات Lora. تعني لورا على المدى الطويل وتشير إلى تقنية تعديل طيف الانتشار التي تتيح الاتصالات بعيدة المدى على الطيف غير المرخص. في هذه المقالة ، نناقش ماهية لورا ، ترددات الراديو المستخدمة ، وأنواع هوائيات Lora ، وخصائص الهوائي الرئيسية ، واعتبارات المطابقة ، وأمثلة الاستخدام.

نظرة عامة على تكنولوجيا لورا

Lora هو بروتوكول تعديل الطبقة المادية RF التي طورتها Semtech. سمات رئيسية:

● روابط الاتصال طويلة المدى

● استهلاك منخفض للطاقة لأجهزة البطارية البعيدة

● قوي نقل انتقال البيانات للتداخل

● تعمل في نطاقات ISM غير المرخصة

● يتيح شبكات الإنترنت على نطاق واسع

● التواصل ثنائي الاتجاه مع الأصول المتنقلة أو الثابتة

● يمكن أن يتجاوز المدى 15 كم في المناطق الريفية

● المفتوح المعيار المستخدم على نطاق واسع من قبل الصناعة

تعمل Lora الآن كطبقة Phy لمكدس بروتوكول Lorawan الذي يركز على اتصال LPWAN IoT للمستشعرات والمحركات والمتعقب والشاشات. هذا يقود اعتماد هوائيات متوافقة مع LORA.

نطاقات تردد Lora الشائعة غير المرخصة:

433 ميغاهيرتز - تستخدم في المقام الأول في آسيا. يتيح نطاق أطول ولكن معدلات البيانات المنخفضة.

868 MHz - الفرقة الرئيسية لأوروبا. نطاق جيد مع معدلات بيانات معقولة.

915 MHz - يقدم Band North America توازنًا بين معدل البيانات ونطاقه. تستخدم أستراليا 915-928 MHz.

2.4 جيجاهرتز - المدى القصير ولكن معدل بيانات أعلى للأجهزة الاستشعار. مقيد في بعض المناطق.

لذا فإن هوائيات Lora تستهدف نطاقات ISM دون رخصة الجيو هرتز التي تتناسب بشكل مثالي للتغطية بعيدة المدى. تعتمد الترددات الدقيقة على المنطقة الجغرافية.

أنواع هوائيات لورا

هناك العديد من عوامل شكل الهوائي الشائعة المتوافقة مع أجهزة الراديو Lora:

سوط متعدد الاتجاهات و ثنائي القطب

● أحاديات نصف الموجة أو الأقطاب

● يشع بشكل موحد في السمت

● عامل شكل بسيط ومدمج

● جبل برغي أو مرفق دائم

● مثالي لأجهزة Lora الصغيرة المتنقلة

محطة خارجية

● هوائي قابل للفصل عن طريق كابل Coax

● سهولة إعادة وضع وإعادة التوجيه

● يسمح بالتصاعد عن بُعد لتحسين التغطية

● تكلفة إضافية من كابل وموصل اقناع

● شائع للبوابات الثابتة والبنية التحتية

هوائيات تتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور

● آثار متعرجة ثنائي الفينيل متعدد الكلور كهوائيات متكاملة

● التكلفة المنخفضة ولكن أقل كفاءة من الهوائيات الخارجية

● يستخدم عندما يكون الحد الأدنى من البصمة أمرًا بالغ الأهمية

الأداء يعتمد بشدة على تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور

رقاقة السيراميك

● حزمة سيراميك متعددة الطبقات مع هوائي مضمن

● مكون SMT مدمج لتكامل ثنائي الفينيل متعدد الكلور

● التكلفة المنخفضة من الهوائيات المصغرة

● انخفاض الأداء مقارنة بهوائيات أكبر

بشكل عام ، تستخدم البنية التحتية الثابتة الهوائيات الخارجية في حين تستخدم نقاط النهاية المتنقلة لورا هوائيات السوط أو الرقائق.

خصائص الهوائي الرئيسية

تشمل المعلمات الحرجة لهوائي Lora:

التردد - يجب أن يتطابق مع نطاق لورا قيد الاستخدام ، وعادة ما يكون 433 ميغاهيرتز ، 868 ميغاهيرتز أو 915 ميغاهيرتز.

الكسب - التضخيم على الخواص ، وزيادة أعلى يساوي المدى أطول. 1-5 DBI نموذجي.

VSWR - نسبة موجة الجهد الدائمة ، 1.5: 1 أو أقل هي تطابق المقتنان المثلى.

عرض الشعاع - منطقة مشع الزاوي للهوائيات الاتجاهية.

الاستقطاب - اتجاه المجال الكهربائي - الرأسي أو الأفقي أو RHCP/LHCP.

فقدان الكابل-فقدان خط التغذية المحوري ، 1-2 ديسيبل شائع.

الحجم - قيود عامل الشكل ، غالبًا ما ترتبط الكسب بالحجم.

يعد مطابقة خصائص الهوائي مع حالة الاستخدام والتثبيت أمرًا حيويًا لأداء LORA الأمثل.

أنواع الهوائي مقارنة

أسئلة وأجوبة هوائي لورا

ما هي أنواع هوائي لورا الأكثر شيوعًا؟

الهوائيات الأكثر انتشارًا هي هوائيات سوط الربع من الموجة ، والهوائيات الحلزونية ، والهوائيات تتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، والهوائيات رقائق السيراميك ، والهوائيات ياجي الاتجاهية. هوائيات ثنائي القطب والمتقلدة ترى أيضا الاستخدام.

ما هو الفرق بين الاستقطاب الخطي والدائري لـ Lora؟

يستقطب الاستقطاب الخطي المجال الكهربائي في طائرة واحدة ، إما رأسية أو أفقية. يدور الاستقطاب الدائري الحقل في الحلزون ، مما يجعل اتجاه الهوائي أقل أهمية للتواصل في نقطة النهاية.

كيف يرتبط كسب الهوائي بمدى لورا؟

زيادة كسب الهوائي في DBI يمتد نطاق الاتصال لمستوى طاقة الإرسال المحدد. كل 3 DBI يزيد من الزوجي تقريبا النطاق تحت ظروف البصر.

ما نوع الكابل الذي يجب استخدامه في هوائيات البوابة؟

يوصى باستخدام كابل Coax منخفض الخسارة مثل LMR-400 لهوائيات البوابة عندما تكون التشغيل أقل من 5 أمتار. يمكن استخدام LMR-600 لأطوال الكابل أطول.

ما هي طرق حماية الطفرة الموصى بها لهوائيات لورا؟

يجب استخدام واقي الصاعقة المحورية المتطابقة مع مقاومة خط التغذية الهوائي. تساعد أقواس التثبيت على أرض العاصمة أيضًا على تحويل التيار من ضربات البرق.