Comment choisir la meilleure antenne pour LoRa ?

La technologie LoRa (longue portée) est une technique de modulation sans fil dérivée de la technologie CSS Chirp Spread Spectrum. Les informations communiquées par les ondes radio sont codées à l'aide d'impulsions Chirp. En Technologie LoRaLe signal est réparti sur une large bande de fréquences, ce qui permet d'obtenir une meilleure zone de couverture et une meilleure tolérance aux interférences. Antennes LoRa sont spécifiquement conçues pour faciliter les communications à longue distance et à faible consommation d'énergie et sont donc utilisées dans un large éventail d'applications telles que l'agriculture intelligente, les villes intelligentes, l'automatisation industrielle, le suivi des actifs, la surveillance de l'environnement, etc. Le choix du bon type d'antenne LoRa avec les bonnes spécifications est crucial pour bénéficier d'une communication longue distance fiable et efficace.

Nous avons déjà discuté en profondeur ce qu'est une antenne LORA. Cet article donne un bref aperçu de la technologie LoRa et se concentre sur le choix d'une antenne LoRa pour une application.

Comprendre les bandes de fréquences LoRa

La technologie LoRa utilise des bandes de fréquences différentes selon les régions du monde. En Europe, la bande de fréquences LoRa est généralement comprise entre 863 et 870 MHz, aux États-Unis entre 902 et 928 MHz et en Chine, elle est de 433 MHz. Dans ces bandes de fréquences, plusieurs fréquences de canaux LoRa sont disponibles. Les spécifications de LoRa changent d'une région à l'autre en raison des différentes exigences réglementaires de chaque région. Certains pays exigent même que la passerelle soit agréée ou enregistrée, tandis que d'autres exigent qu'elle soit certifiée pour permettre à d'autres utilisateurs de communiquer sur ces canaux. Il est important de respecter les normes réglementaires et les certifications de la région pour le fonctionnement légal d'un système de communication LoRa et pour éviter toute interférence.

Facteurs clés à prendre en compte lors de la sélection d'une antenne LoRa

La performance de l'antenne LoRa est un élément essentiel de tout projet LoRa ou de toute application pratique. Il est donc essentiel de choisir une antenne LoRa présentant les spécifications correctes, telles que la gamme de fréquences, le gain, la perte de retour et la largeur de bande, afin d'obtenir des performances optimales. Des facteurs tels que l'utilisation à l'intérieur ou à l'extérieur, les exigences de montage et les conditions environnementales doivent également être pris en compte lors de la sélection d'une antenne LoRa.

Compatibilité de fréquence :

La technologie LoRa fonctionne dans des bandes de fréquences spécifiques basées sur les régions mentionnées ci-dessus. Il est donc important de sélectionner des antennes LoRa qui prennent en charge ces bandes de fréquences afin d'obtenir une transmission optimale et de garantir la compatibilité avec les besoins de communication du module LoRa. Si une antenne LoRa est utilisée en dehors de sa gamme de fréquences, ses performances seront dégradées.

Gain d'antenne :

Ce paramètre détermine la capacité d'une antenne à envoyer et recevoir des signaux dans une direction particulière. En choisissant un gain plus élevé, les signaux peuvent être transmis sur une plus grande distance, mais le diagramme de rayonnement sera plus étroit. Les antennes LoRa avec des gains plus faibles transmettront sur une distance plus courte mais auront un diagramme de rayonnement beaucoup plus large. Il convient donc de choisir un gain approprié en fonction de l'application afin d'améliorer la portée de la communication et la tolérance aux interférences.

Type d'antenne :

Les antennes LoRa sont disponibles dans différents types tels que les antennes dipôles, les antennes monopôles, les antennes patch, les antennes yagi et les antennes LoRa omni en fibre de verre. Elles peuvent être classées en antennes omnidirectionnelles ou directionnelles. Antennes LoRa omnidirectionnelles conviennent aux applications nécessitant une couverture de 360 degrés pour le signal, mais sur une distance plus courte. Antennes directionnelles LoRa sont idéales pour les applications nécessitant la transmission d'un signal dans une direction particulière et sur une longue distance, en raison de leur diagramme de rayonnement étroit et ciblé.

Taille physique et facteur de forme :

La taille et la forme de l'antenne LoRa doivent être choisies en fonction des conditions environnementales et des contraintes d'espace de l'application. Les antennes LoRa d'intérieur ont généralement un petit facteur de forme par rapport aux antennes d'extérieur.

Environnement d'installation :

Les facteurs environnementaux tels que les conditions météorologiques, la température, l'exposition à l'eau et à la corrosion, etc. doivent être pris en compte lors du choix d'une antenne LoRa. Lorsque l'on choisit des antennes LoRa pour des applications extérieures, elles doivent généralement être résistantes aux intempéries et aux conditions climatiques extérieures. Les antennes LoRa d'intérieur ne nécessitent généralement pas de matériel d'installation spécifique et conviennent aux espaces clos et à l'intérieur des bâtiments.

Polarisation :

La polarisation des antennes LoRa doit être adaptée à la polarisation du module LoRa pour améliorer les performances de transmission du signal. La polarisation peut être linéaire, verticale ou circulaire. Pour la plupart des applications, les antennes LoRa à polarisation linéaire ou verticale sont mieux adaptées. Les antennes LoRa à polarisation circulaire conviennent mieux aux applications où l'orientation de l'antenne varie.

Conseils pratiques pour le choix de l'antenne

Outre les paramètres critiques mentionnés ci-dessus, lors de la mise en œuvre pratique d'une installation de communication LoRa, les facteurs suivants doivent également être pris en compte lors de la sélection d'une antenne LoRa pour obtenir des performances optimales de l'application.

Adaptation de l'impédance :

Le rapport entre la tension d'entrée et le courant d'entrée à l'extrémité de l'alimentation est connu comme l'impédance d'entrée de l'antenne. Les modules LoRa utilisés dans la plupart des applications ont généralement une impédance de 50 ohms. Pour garantir une transmission efficace du signal, l'impédance de l'antenne LoRa doit être adaptée à celle du module LoRa.

Longueur du câble et connecteurs :

Les types de connecteurs les plus utilisés dans les applications de communication LoRa sont les connecteurs de type SMA et N. Les câbles coaxiaux sont le type de câble le plus utilisé pour les applications LoRa. Les câbles RG58 et RG174 sont généralement utilisés pour les courtes distances et les câbles de la série LMR pour les longues distances. Les câbles et les connecteurs doivent être choisis de manière à minimiser l'atténuation du signal et les interférences sur la longueur du câble.

Essais et mise au point :

Après la mise en œuvre pratique d'une antenne LoRa, ses performances doivent être régulièrement testées. Les antennes LoRa doivent être montées aussi loin du sol que possible et à l'écart des grands objets métalliques. En modifiant l'orientation et l'emplacement de l'antenne LoRa, il est possible d'en améliorer les performances.

Antennes recommandées pour les applications LoRa

Les antennes LoRa sont polyvalentes et sont donc utilisées dans un large éventail d'applications. Elles sont disponibles sous différentes formes telles que les antennes à puce, les antennes dipôles et les antennes monopôles, antennes patch loraantennes hélicoïdales, Antennes Yagi loraet des antennes omnidirectionnelles externes.

Le type et les spécifications de l'antenne doivent être soigneusement choisis en fonction de l'application, des conditions environnementales et du module de communication LoRa utilisé. Les antennes patch sont généralement petites et légères. Elles sont généralement utilisées dans les applications où l'antenne LoRa est intégrée dans des cartes de circuits imprimés. De même, les antennes LoRa pour circuits imprimés sont intégrées dans le circuit lui-même. Ces types d'antennes LoRa sont utilisés dans les applications à petit boîtier comme les modems ou les routeurs. Les antennes LoRa omnidirectionnelles externes sont utilisées dans les applications qui nécessitent une zone de couverture à longue portée. Elles sont généralement montées au sommet de bâtiments ou de tours et sont conçues pour résister à des conditions météorologiques difficiles.

Ces types d'antennes LoRa sont utilisés dans des applications pratiques telles que les systèmes de surveillance de l'environnement, les systèmes de suivi des biens, les systèmes d'agriculture intelligente, les systèmes d'intervention d'urgence, etc. Les antennes LoRa hélicoïdales sont utilisées dans des applications où la diversité de polarisation ou la taille compacte sont nécessaires, comme les appareils portables ou les systèmes embarqués.

Conclusion

L'antenne LoRa est un composant essentiel de tout système de communication LoRa, et les performances de l'antenne auront un impact direct sur les paramètres du système de communication lui-même. Il est donc essentiel de prendre en compte les spécifications telles que la fréquence, le gain, la bande passante et la portée, ainsi que l'utilisation à l'intérieur ou à l'extérieur, les options de montage et les conditions environnementales avant de choisir une antenne LoRa. Il est également important de vérifier que l'antenne choisie est conforme aux normes réglementaires de la région où elle est utilisée. Une consultation et des essais appropriés garantiront que l'antenne LoRa et le système de communication fonctionneront avec l'efficacité et la fiabilité attendues de l'application dans son environnement opérationnel réel.