Quando si implementano i dispositivi connessi, le persone raramente prendono in considerazione l’antenna, ma una cattiva collocazione dell’antenna nel dispositivo o problemi di integrazione tra l’antenna e altri componenti del dispositivo possono causare delle problematiche sulle performance del dispositivo IoT o non funzionare completamente, ha scritto Colin Newman, Director of Antenna Business Development (Global) in Quectel Wireless Solutions. La selezione e l’integrazione delle antenne dovrebbero pertanto ricevere maggiore attenzione e gli utenti dovrebbero considerare solo specifici componenti che sono pre-integrati da un numero limitato di fornitori rispetto all’ecosistema generale.
A meno che non si abbia esperienza nella progettazione con antenne integrate, farle funzionare può essere una sfida scoraggiante. Spesso non c’è una soluzione rapida o facile perché il problema potrebbe non riguardare l’antenna stessa e questa incertezza significa che le antenne vengono spesso trascurate e lasciate “a più tardi” nel processo di progettazione. Tuttavia, per ottenere una progettazione più performante, è necessario considerare prima la scelta e la posizione dell’antenna nel dispositivo.
Le antenne funzionano bene solo in determinate posizioni, quindi la priorità dovrebbe essere data al loro posizionamento rispetto a qualsiasi altro componente. Se sono posizionate in modo errato, le prestazioni vengono immediatamente compromesse prima che entrino in gioco altri fattori.
I dispositivi IoT si sono evoluti nel corso degli anni diventando più complessi e di dimensioni più ridotte. Molti prodotti oggi sono simili o più piccoli di uno smartphone e supportano altrettante radio. Ciò esercita una pressione ancora maggiore sulla progettazione dell’antenna, che deve consentire un isolamento sufficiente tra ciascuna radio e le prestazioni compromesse causate dalla lunghezza ridotta del ground plane sul circuito stampato (PCB) host.
Alle antenne viene chiesto di fare di più con meno
I componenti digitali e i moduli wireless si sono notevolmente ridotti di dimensioni aumentando le prestazioni nel corso degli anni. Questo processo di “restringimento” non può essere applicato alle antenne così facilmente a causa delle loro esigenze fisiche. In genere, tutti vogliono che l’ultimo dispositivo della propria azienda sia il dispositivo wireless più piccolo e con le migliori prestazioni sul mercato. Di conseguenza, i dipartimenti di ingegneria hanno il compito di far sì che ciò avvenga entro stretti vincoli fisici del prodotto.
Un’antenna a dipolo, che viene sempre più adottata nei dispositivi IoT per garantire una connettività ottimale, ha due elementi radianti mentre la maggior parte delle antenne incorporate ha tipicamente una struttura unipolare. Questo secondo elemento radiante è il ground plane del PCB host e il layout a radiofrequenza (RF) e questo elemento di progettazione è fondamentale e critico per le prestazioni dell’antenna e spesso è la causa di molti progetti sottoperformanti. Una parte importante di questa sfida è che non c’è modo di aggiustarlo o migliorarlo in un secondo momento, dopo la fase di progettazione. Questo è il motivo per cui Quectel si offre di rivedere i progetti front-end RF dei clienti nella fase dell’architettura, fornendo un feedback dettagliato e consistente su cosa aspettarsi e aiutando a limitare i ritardi e i costi associati alla riprogettazione alla fine del ciclo di sviluppo.
Affinché il dispositivo funzioni correttamente, l’antenna e il front-end RF (RFEE) devono corrispondere alle capacità e alle specifiche del ricevitore. In caso contrario, le prestazioni saranno compromesse. Utilizzando un unico fornitore sia per l’antenna che per il modulo RF, le aziende possono fare affidamento sui team di ingegneri del fornitore, che hanno già lavorato insieme, per assicurarsi che ci sia compatibilità tra entrambi i prodotti quando sono stati sviluppati.
L’RFEE è ciò che rende o “rompe” un progetto wireless e questo consiste nell’antenna e nel modulo RF, nonché in un terzo elemento, l’interconnessione RF tra i due. Non importa quanto siano buone le prestazioni dell’antenna e del modulo RF, un layout di interconnessione/RF scadente ridurrà significativamente le prestazioni e non può essere risolto senza una costosa riprogettazione e un ritardo nella pianificazione. Se vengono utilizzati più fornitori, emergono sfide su chi è responsabile della fornitura del supporto di interconnessione e ciascun fornitore può indicare l’altro come la causa di eventuali problemi.
Tuttavia, utilizzando un unico fornitore, come Quectel (distribuito in Italia da Elstore), si può essere certi che il fornitore sa già come collegare i due componenti e può essere offerto un unico supporto tecnico per entrambi i componenti. Un ulteriore vantaggio è che, se il tuo prodotto richiede la certificazione di rete, l’antenna, il modulo e l’interconnessione svolgono tutti un ruolo fondamentale per ottenere l’approvazione. Ancora una volta, l’utilizzo di un unico fornitore significa che il loro team di ingegneri ha esperienza con l’intero front-end RF e può aiutare con tutti questi aspetti, oltre a fornire i propri test di pre-conformità.
Con il successo nell’IoT basato sul rapido time-to-market e sull’ottimizzazione dei costi, questo approccio è un modo semplice per ottenere sia uno sviluppo rapido che un’efficienza dei costi. Inoltre, la costruzione di una stretta collaborazione con un unico fornitore significa che è possibile ottenere maggiori efficienze rispetto al lavoro con due società separate, probabilmente in parti diverse del mondo.
Scoprirete quanto funziona bene il vostro dispositivo wireless solo una volta che il progetto è completo e i prototipi sono stati costruiti e testati, quindi eventuali problemi di prestazioni o mancato raggiungimento della certificazione di rete devono essere risolti rapidamente e con il minimo di modifiche. La riduzione dei costi di progettazione aggiuntivi e l’accelerazione del time-to-market grazie alla collaborazione con un unico team di supporto tecnico che fornisce i componenti chiave è di grande aiuto.
Ci sono evidenti vantaggi da una stretta collaborazione tra fornitori e clienti che non solo rafforzano il rapporto di lavoro e la fiducia reciproca tra i due, ma ciò offre anche vantaggi di efficienza tangibili e non tangibili.
Da un punto di vista finanziario, avere meno fornitori significa meno transazioni finanziarie e relazioni da gestire massimizzando i volumi e riducendo al minimo la spesa. Un migliore controllo dell’inventario e la qualità dei prodotti e dei servizi aiutano, inoltre, a semplificare i processi ed essere più efficienti.
In fase di sviluppo, avere un minor numero di fornitori aiuta a creare un rapporto di lavoro più stretto e a creare fiducia e lealtà che possono essere particolarmente preziosi quando si hanno problemi di allocazione dei componenti. Tale fiducia e lealtà aiutano a fornire un accesso anticipato a nuovi sviluppi e roadmap dei fornitori in modo che, come cliente, si hanno in anticipo informazioni sulle date di lancio di nuovi prodotti e, in alcuni casi, i fornitori possano dare input per adattare il dispositivo alle esigenze.
Quectel, distribuito da Elstore, adotta sicuramente questo approccio per collaborare su molteplici aspetti della progettazione dei dispositivi e aiutare i clienti a costruire un mondo più intelligente
