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Seleccionar la antena RF adecuada

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Artículo sobre las necesarias consideraciones de diseño a la hora de seleccionar la antena RF adecuada. Escrito por Matt McWhinney, director de desarrollo comercial en Molex, cuyo amplio catálogo de antenas distribuye AVNET Abacus.

Ante la necesidad de tomar decisiones sobre el diseño, los ingenieros de sistemas se encuentran con múltiples opciones y todas ellas pueden tener un gran impacto en la efectividad del desarrollo inalámbrico. Hay muchas cuestiones a tener en cuenta cuando se selecciona una antena RF para dispositivos electrónicos inalámbricos. Según el diseño del sistema general, algunas opciones de diseño pueden verse limitadas.

Opciones básicas que un diseñador de sistemas puede elegir

  • ¿Qué frecuencias se necesitan? (A menudo determinadas por el protocolo de aplicación inalámbrico, como Wi-Fi, BlueTooth, telefonía móvil, GPS, NFC, etc.).
  • ¿Qué módem / transmisor se usará?
  • ¿Cuánta potencia tendrá a su disposición el sistema? (por ejemplo, repercute en las opciones de antena y el rendimientoinalámbrico)
  • ¿Qué rendimiento / velocidad de datos se necesita?
  • ¿Cuánta eficiencia (ganancia de antena) se requiere?
  • ¿Dónde debe colocarse la antena RF e, incluso hipotéticamente, en qué orientación estará el dispositivo para la operación inalámbrica? (por ejemplo, ¿móvil o fija?)
  • ¿Dónde se colocará la antena en el circuito impreso? (por ejemplo, cableada al circuito impreso, pero ¿dentro o conectada al dispositivo? ¿externa al dispositivo?)
  • ¿Cuánta flexibilidad existe en el diseño del sistema general para modificar las opciones de antena (como ubicación, tamaño, tipo o número de antenas en el sistema)? Por ejemplo, si una antena está colocada demasiado cerca de un metal, LCD, una batería u otro componente de dispositivo, podría no funcionar en absoluto. Sin embrago, si la antena se encuentra a pocos milímetros de estos componentes, podría funcionar bien.

Hoy en día, la inmensa mayoría de antenas no son visibles externamente (bien están en el circuito impreso o bien están cableadas internamente al dispositivo). Los días de las antenas externas tipo “walkie talkie” han quedado atrás con la mayoría de nuevos dispositivos inalámbricos. Esto ha sido debido a las eficiencias de la electrónica RF y la omnipresencia de las redes inalámbricas a nuestro alrededor.

Por supuesto, existen otras consideraciones. La eficiencia puede variar según el tipo de antena (monopolar, bipolar, tipo ranura, PIFA, panel, etc.) y los dispositivos de hoy día utilizan muchos diseños de antena diferentes. Esto es importante porque los teléfonos inteligentes, las prendas electrónicas (wearables) y otros dispositivos inalámbricos, además de la creciente demanda de conectividad de banda ancha, están impulsando el uso de más antenas móviles, Wi-Fi y Bluetooth.

El Internet de las Cosas IoT y la tecnología máquina a máquina M2M también están provocando implementaciones inalámbricas adicionales que se espera que aumenten en productividad y eficiencia, a la vez que evalúan aplicaciones de medición, control de calidad, toma de decisiones y gestión de las relaciones con el cliente.

Las aplicaciones para los dispositivos inalámbricos son increíblemente variadas y van desde aplicaciones industriales a dispositivos domésticos inteligentes y sistemas de vigilancia. Las antenas Wi-Fi empiezan a aparecer en neveras, timbres y otros electrodomésticos.

Cómo elegir una antena RF

Seleccionar la antena RF adecuadaA la hora de considerar una antena para un dispositivo inalámbrico, el primer paso siempre es determinar si se puede aplicar una antena estándar ya existente. Estas antenas ofrecen una gran ventaja en tanto que contribuyen con plazos cortos de lanzamiento al mercado. Ser capaces de identificar, hacer un prototipo y medir rápidamente una o más antenas para un sistema puede garantizar que se haya tomado la opción correcta y reducir el riesgo global del producto de forma rápida. Además, como su coste está amortizado por ciclos productivos largos, las antenas estándares suelen ser la opción con un coste más bajo.

Sin embargo, los dispositivos de hoy día son más complejos y compactos y los fabricantes de dispositivos están creando de forma forzada antenas con geometrías cada vez más pequeñas y complejas y rodeadas por materiales y objetos hostiles. No obstante, puede haber ocasiones en las que un dispositivo a medida sea la mejor o única opción para aplicar.

Siga leyendo en Punto de partida para elegir las antenas RF necesarias

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