UNO SgUARdO AllE TEcNOlOgIE Scelta delle antenne per


la progettazione delle reti wireless per comunicazioni M2M o per applicazioni Internet of Things (IoT) richiede una profonda comprensione delle antenne e della propagazione radio, una disciplina che per molti è ancora ‘magia nera’. la scelta dell’antenna ottimale per una determinata applicazione è soggetta a molti compromessi. Fattore di forma, dimensioni, prestazioni e costo sono solo alcuni degli aspetti da tenere in considerazione. la scelta dell’antenna per un’applicazione radio cellulare è particolarmente complessa. Ad ogni nuova generazione di tecnologia di rete, i test di certificazione del sistema e i requisiti di conformità diventano sempre più competitivi. Spesso, la scelta dell’antenna è il fattore critico


che determina le prestazioni dell’intero sistema. Il raddoppio della potenza di un transceiver aumenta solo di 3dB la potenza del segnale sul ricevitore, ma raddoppia la quantità di energia prelevata dalla batteria. Quando è possibile utilizzare un’antenna che fornisce un guadagno in una o più direzioni, la potenza effettiva del


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trasmettitore e la sensibilità del ricevitore possono essere notevolmente migliorate senza penalizzare il consumo di energia. Scegliere l’antenna ottimale significa anche fare lavorare il sistema in modo più efficace. Permette di ottimizzare il rapporto segnale-rumore (SNR) e i limiti operativi per un dato livello di potenza, contribuendo a prolungare l’autonomia tra due ricariche della batteria. Una decisione importante nella progettazione


di un collegamento radio riguarda l’utilizzo di un singolo canale o di un’architettura Multiple Input Multiple Output - MIMO in breve. L’architettura MIMO sfrutta più antenne, in modo da permettere di catturare anche i segnali riflessi. Questa soluzione è più complessa dell’architettura a singolo canale ma offre un throughput dati più elevato ed è più robusta in presenza di ostacoli fisici e disturbi EMI. Un sistema MIMO trasmette al ricevitore diversi segnali sfruttando degli elementi di diversità a livello temporale, di frequenza o di spazio fisico. Se un segnale diventa carente, un altro segnale permette di mantenere il collegamento.


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le banDe Di frequenza e i prOtOcOlli più utilizzati per le cOmunicaziOni m2m sOnO:


» GSM, CDMA e WCDMA (850/900/1800/1900 MHz)


» UMTS (2100 MHz) » GPSBT/802.11 » Dual-band GSM900/1800 MHz » Dual-band GSM850/1900 MHz » Tri-band GSM900/1800/1900 MHz » Tri-band GSM850/1800/1900 MHz » Quad-band GSM850/900/1800/1900 MHz » Penta-band GSM850/900/1800/1900/2100 MHz » Tri-band GSM + GPS » Tri-band GSM + BT » LAN » WiMax: da 2300 a 2700 & da 3300 a 3800 MHz » ISM 900/ZigBee®: da 902 a 928 MHz » Bluetooth®/ZigBee®: da 2400 a 2483,5 MHz » UWB: da 3168 a 10560 MHz » GPS: da 1565 a 1585 MHz


focus magazine - numero 21


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