направленные и всенаправленные антенны 5G: какую выбрать для вашей установки?

Выбор направленная антенна 5g это не просто вопрос выбора антенны с максимальным коэффициентом усиления в технической документации. В проектах систем сбора данных (DAS) или обеспечения покрытия внутри помещений диаграмма направленности антенны должна соответствовать геометрии здания, расположению источника сигнала, плану частот, прокладке кабелей и целям ввода в эксплуатацию. Направленная антенна концентрирует энергию в заранее определённой зоне обслуживания; всенаправленная антенна распределяет энергию вокруг точки её установки. Оба типа могут быть правильным выбором в рамках одного и того же проекта.

Для системных интеграторов и закупочных команд практический вопрос звучит так: куда должна направляться ВЧ-энергия и куда она не должна попадать? Исходите из этого, а затем проверьте электрические параметры, условия механической установки и бюджет канала связи.

Направленные и всенаправленные диаграммы направленности: основное различие

А направленная антенна 5g направляет свой основной лепесток в заданном направлении. Типичными примерами являются панельные и настенные антенны. Сосредоточивая диаграмму направленности, направленная конструкция позволяет улучшить покрытие в коридоре, зоне посадки, на платформе, фасаде или в приграничной зоне. Компромисс заключается в том, что покрытие за антенной и по бокам от неё снижается.

Всенаправленная антенна излучает энергию вокруг своей оси, обычно приближённо охватывая 360 градусов в горизонтальной плоскости. Потолочные всенаправленные антенны часто оказываются полезными в относительно открытых помещениях, где пользователи перемещаются в нескольких направлениях от места установки антенны. Их преимущество — простое и широкозонное распределение сигнала; их ограничение — меньший контроль над тем, куда именно направляется ВЧ-энергия.

По мере увеличения коэффициента усиления антенны её рабочая диаграмма направленности, как правило, сужается хотя бы в одной плоскости. Именно поэтому коэффициент усиления следует рассматривать совместно с горизонтальной и вертикальной шириной диаграммы направленности, а не как изолированную величину, где «чем больше — тем лучше».

сравнение развертывания направленной антенны 5G и всенаправленной антенны

Критерий выбора	направленная антенна 5g	Всенаправленная антенна
Шаблон покрытия	Ориентирован на запланированный сектор или путь	Широкое покрытие вокруг точки крепления
Подходящая геометрия	Коридоры, длинные залы, периметральные зоны, целевые помещения, переходные зоны «улица–помещение»	Открытые офисы, вестибюли, торговые площади, центральные внутренние зоны
Контроль помех	Более точный контроль «перелива» за пределы целевой зоны	Меньше контроля над диаграммой направленности там, где смежные зоны должны быть изолированы
Способ монтажа	Обычно на стене, панели или потолке с направленной установкой	Обычно размещение на потолке вблизи центра зоны покрытия
Риск проектирования	Проблемы с покрытием при неправильной направленности или перекрытии	Избыточное распространение сигнала или слабое покрытие по краям в длинных или неправильных по форме помещениях

5G directional panel antenna for IBS DAS deployment — Для фокусированного покрытия внутри зданий (IBS) и распределённых антенных систем (DAS) можно рассмотреть панельную направленную антенну.

Когда направленная антенна 5G является предпочтительным выбором

Выберите направленная антенна 5g когда цель покрытия узкая, асимметричная или намеренно ограниченная. Типичные примеры: длинный коридор, проход в складском помещении, подъезд к тоннелю, сектор зрительских мест на стадионе, платформа или комната, требующая покрытия без излишнего воздействия на соседние зоны.

Длинные линейные пространства: Направьте основной лепесток диаграммы направленности вдоль траектории движения, а не устанавливайте всенаправленную антенну в одном конце и не ожидайте равномерного покрытия на всём расстоянии.
Покрытие краёв и периметра: Используйте панельный рисунок для передачи энергии внутрь от стены или для работы с граничной зоной.
Сигнальное ограничение: Сфокусированный рисунок может помочь уменьшить «перелив» покрытия на соседние этажи, помещения арендаторов или зоны низкого приоритета при правильных настройках мощности.
Известная концентрация пользователей: Нацельтесь на очередь, рабочую ячейку, группу сидячих мест или зону оборудования, где спрос сосредоточен.

При направленной прокладке монтажная бригада должна зафиксировать азимут, угол наклона вниз (если применимо), высоту крепления, длину кабеля и предполагаемое перекрытие зон передачи сигнала. Небольшое изменение направления может повлиять на покрытие по краю сильнее, чем незначительная разница в коэффициенте усиления между моделями.

Когда лучше выбрать всенаправленную антенну

Используйте всенаправленную антенну, если пользователи и устройства распределены вокруг неё, а пространство достаточно открыто для формирования примерно симметричной ячейки. Во многих проектах внутренних DAS потолочные всенаправленные антенны являются логичной отправной точкой для холлов, офисов открытой планировки, торговых зон и общих зон циркуляции.

Однако всенаправленная диаграмма направленности не устраняет необходимость в планировании. Высота потолков, препятствия, отражающие материалы, перегородки в помещении и соседние ячейки по-прежнему влияют на конечный результат. В здании с несколькими этажами вертикальную утечку и взаимодействие между этажами следует проверять во время тестирования на ходу, а не предполагать исходя из плана этажа.

А направленная антенна 5g остаётся полезной даже при преимущественно всенаправленной топологии. Например, в открытом вестибюле может использоваться центральная потолочная всенаправленная антенна, тогда как направленная антенна 5g обслуживает боковой коридор или периметр с остеклением. Выбор диаграммы направленности должен основываться на форме зоны обслуживания, а не на правиле, согласно которому одна группа антенн должна охватывать весь этаж.

Там, где всенаправленная ячейка даёт слабое покрытие по краям из-за того, что стены, лифты или плотные стеллажи прерывают радиотракт, правильно направленная направленная антенна 5g может обеспечить покрытие затронутой зоны без необходимости перемещения всех потолочных устройств. Напротив, не следует заменять центральную всенаправленную антенну на направленная антенна 5g лишь для получения более высокого значения коэффициента усиления; новая диаграмма направленности может оставить пользователей за панелью с недостаточным уровнем покрытия.

Используйте план этажа до того, как использовать значение коэффициента усиления

Надёжный выбор антенны начинается с карты покрытия. Отметьте зоны предполагаемого обслуживания, зоны низкого приоритета, материалы стен, коридоры, вертикальные шахты, помещения для оборудования и зоны, вероятно, с высокой плотностью пользователей. Затем задайте себе четыре вопроса:

Распространяется ли целевая зона вокруг центральной точки или преимущественно в одном направлении?
Требуются ли в смежных зонах более низкие уровни сигнала или чёткие границы ячеек?
Где установщики могут разместить антенну, не создавая проблем с потерями в кабеле или доступом?
Охватывает ли выбранная антенна требуемые диапазоны 5G и устаревшие диапазоны согласно плану диапазонов проекта?

Если на первые два вопроса ответы — «в одном направлении» и «да», то направленная антенна 5g заслуживает тщательного рассмотрения. Если пространство открытое и обслуживается централизованно, всенаправленная модель может сократить количество направленных устройств и упростить планировку.

Не игнорируйте радиочастотную цепь вокруг антенны

Диаграмма направленности антенны не может компенсировать потери или дефекты в других частях системы распределения сигнала (DAS). Подтвердите полный ВЧ-тракт: потери в фидере и переходных кабелях на рабочих диапазонах, параметры соединительных интерфейсов, технические характеристики пассивных устройств, коэффициент отражения, требования к паразитным интермодуляционным продуктам (PIM), заземление и защита от атмосферных воздействий — при необходимости. Для многодиапазонных проектов 5G проверьте весь рабочий диапазон, а не предполагайте, что маркировка «5G» гарантирует пригодность для всех диапазонов.

Для целевых наружных применений или систем внутреннего радиопокрытия / распределения сигнала (IBS/DAS) можно рассмотреть высокоэффективную наружную панельную направленную антенну 5G диапазона 698–3800 МГц для IBS/DAS , если её официально заявленные технические характеристики соответствуют требуемой частоте проекта, условиям монтажа и задачам по зоне покрытия. Отбор конкретного изделия всё равно должен быть подтверждён расчётом бюджета радиолинии и результатами обследования объекта.

Практический чек-лист выбора и ввода в эксплуатацию

Соотнесите диаграмму направленности антенны с геометрией плана этажа и предполагаемым расположением пользователей.
Оцените коэффициент усиления совместно с горизонтальной и вертикальной шириной диаграммы направленности.
Проверьте диапазон рабочих частот, импеданс, тип разъёма, целевой уровень интермодуляционных помех (PIM) и допустимую мощность в соответствии с фактическим проектом.
Заранее спланируйте высоту монтажа, ориентацию антенны, трассировку кабелей, минимальный радиус изгиба, заземление и защиту от атмосферных воздействий до размещения заказа.
Используйте прогнозное моделирование как отправную точку, а затем подтвердите результаты полевыми измерениями, тестами при ходьбе и критериями приёмки.
Зарегистрируйте окончательные положения и ориентации антенн для целей технического обслуживания и будущего расширения.

Окончательное решение: выберите диаграмму направленности, которая обеспечивает требуемое покрытие

Наиболее подходящим решением зачастую является не направленная антенна или всенаправленная антенна по всему зданию. В хорошо спроектированной системе распределения сигнала 5G (DAS) могут использоваться потолочные всенаправленные антенны в открытых зонах и направленные панельные антенны — для коридоров, периметральных зон или ячеек покрытия, где требуется более точный контроль. Выберите направленная антенна 5g направленную антенну, когда необходима сфокусированная дальность действия и контролируемое перекрытие. Выберите всенаправленную антенну, когда приоритетом является широкое и сбалансированное покрытие вокруг центральной точки монтажа.

Перед окончательной закупкой совместно проанализируйте план этажа, план полос частот, бюджет канала связи, ограничения при монтаже и план испытаний. Такой процесс превращает выбор антенны из сравнения по каталогу в решение о развертывании, которое можно проверить при вводе в эксплуатацию.