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Antenas combinadas: LTE/4G, WiFi, GPS, 3G / GSM

George Hardesty
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Antenas combinadas:


 

Las antenas combinadas tienen más de una antena dentro de su armazón (carcasa).

  • Por "Antena Combinada" o "Antena Combinada" no nos referimos a "doble banda". Data Alliance ofrece muchas antenas WiFi de doble banda y antenas LTE de doble banda, que tienen sus propias subcategorías en nuestro sitio y no están incluidas en esta categoría de "antenas combinadas".
  • Todas nuestras antenas combinadas GPS/LTE se pueden personalizar con GPS pasivo.
  • La mayoría de nuestras antenas combinadas son de "estilo disco".

La antena combinada GPS LTE es una configuración deseable para profesionales como trabajadores de emergencia u operarios de campo que necesitan conectividad de alta calidad con movilidad y ofrece los beneficios y el uso de las tecnologías 4G y GPS. Las antenas combinadas integradas en una sola unidad ahorran costos, son más fáciles de instalar y tienen un aspecto más agradable.

Conexión de antena-cable LTE-AUX: Propósito

Algunas de nuestras antenas LTE/4G (Long Term Evolution) están equipadas con dos cables coaxiales con conectores de antena:

  • LTE-principal y
  • LTE-AUX

Estas conexiones de cable se proporcionan para lograr una configuración y un rendimiento LTE óptimos.

LTE utiliza una tecnología inalámbrica llamada MiMo. MiMo significa entrada múltiple, salida múltiple y utiliza multiples Antenas que transmiten y reciben señales celulares. Para que esta tecnología funcione de manera óptima con altas velocidades de datos, se requieren un mínimo de 2 antenas. La conexión del cable principal y auxiliar LTE desde la antena principal a una segunda antena mejorará enormemente tanto la recepción como el rendimiento de 4G LTE. Una configuración de antena dual que utiliza cables y conexiones optimiza la estabilidad de la conexión mediante el uso de múltiples rutas de radio para crear diversidad espacial y absorber cualquier interferencia celular. La antena principal transmite y recibe datos y la auxiliar es una antena receptora. Además, se puede conectar alternativamente una antena GPS a la entrada auxiliar para crear una configuración de antena combinada LTE / GPS.

Antenas de disco con montaje de orificio pasante

La distintiva forma de "disco de hockey" de las antenas de disco las asegura a una variedad de superficies con montaje de orificio pasante.

El montaje con orificio pasante ofrece una sujeción más segura entre la antena del disco y su superficie de montaje (por ejemplo, el techo de un vehículo), lo que mejora la confiabilidad de una configuración de radiofrecuencia, especialmente si está en movimiento.

Una antena montada en un orificio pasante se monta colocando la antena de disco a través de un orificio preperforado. Los cables de la antena y cualquier otro componente atraviesan el orificio y, por lo tanto, están protegidos de la exposición ambiental. El montaje atornillado en la antena se puede utilizar para asegurar la antena de disco en su parte inferior. Cuando se fija correctamente, no se debe ver ningún cableado.

El montaje de orificio pasante se usa a menudo para vehículos de emergencia o aplicaciones aeroespaciales donde una antena puede estar expuesta a velocidades extremas, temperatura o fuerza. El montaje en el techo permite que la antena reciba la señal sin oscurecimiento por un techo de metal. Las antenas de disco pueden ser tanto direccionales como omnidireccionales.

Las antenas de disco también pueden poseer un zócalo impermeable para un sellado óptimo contra la entrada de humedad, lo que aumenta su resistencia a la intemperie. Muchas unidades tienen una clasificación IP67, lo que indica impermeabilización hasta un metro de profundidad durante 30 minutos. Sin embargo, las antenas montadas en orificios pasantes pueden ser de difícil acceso una vez instaladas y, con el tiempo, pueden desarrollar fugas de agua y oxidación.

Antenas de montaje magnético

Las antenas de montaje magnético ofrecen la flexibilidad de montaje en superficie que se puede quitar o modificar cuando se desee. Es una gran solución temporal para montar una antena, lo que significa que se pueden desplegar rápidamente cuando, cuando y donde sea necesario. Los soportes magnéticos permiten que las antenas se instalen fácilmente sin perforar ni dañar una superficie, solo es necesario colocarlas en el lugar deseado. Por supuesto, requieren una superficie metálica, como el techo o la cajuela de un vehículo. Aseguran la antena a la superficie en su base. Si el imán es de una calidad adecuada, se puede lograr una retención de sonido que hace que la antena sea aplicable y funcional en vehículos en movimiento (siempre que tengan un techo de metal).

Los componentes típicos de los montajes magnéticos incluyen:

  • Un imán encerrado dentro de una cubierta de plástico de alta resistencia
  • Un cuerpo revestido de plástico moldeado
  • Un inserto de terminal de latón para conectar la antena
  • Una longitud de cable coaxial que termina en un FME u otro tipo de conector

Los soportes magnéticos de alta calidad están diseñados con impermeabilización alrededor de la base del soporte para proporcionar un sellado confiable a la superficie de la base. Dentro de la montura, una fijación de perno de antena permite la aplicación de la antena de elección. Las antenas se pueden colocar y quitar sin mover el soporte magnético.

Las configuraciones de antenas de montaje magnético generalmente incluyen la base magnética, una antena de látigo y un cable coaxial que agregará altura si el espacio libre del vehículo es un problema.

¿Qué son las antenas combinadas?

Las antenas combinadas son un tipo de antena que combina múltiples tecnologías inalámbricas alojadas dentro de un solo radomo de antena. También se conocen como antenas combinadas o multiantenas y proporcionan una solución clave para transmitir y recibir múltiples señales simultáneamente en vehículos, barcos, propiedades y otras estructuras donde el espacio es limitado.

Las antenas combinadas reúnen las principales tecnologías de comunicaciones satelitales y celulares y redes inalámbricas en las que se confía en múltiples sectores. Ofrecen conectividad de largo alcance, admiten aplicaciones que requieren movilidad y se integran bien con IoT y redes M2M. La unidad de antena única es rentable, ahorra espacio y es fácil de instalar y mantener.

¿Cómo funcionan las antenas combinadas?

Las antenas combinadas tienen un diseño y una construcción distintivos que les permiten albergar varios elementos de antena funcionales. Cada elemento funciona como una antena individual con su propia línea de alimentación para la conexión a dispositivos y circuitos de radio aguas abajo. Los cables utilizados en estas antenas están hechos de cable coaxial de alta calidad y baja pérdida. Los cables coaxiales están etiquetados para que el elemento de antena al que pertenecen pueda identificarse fácilmente al enrutar las líneas en la instalación.

Los elementos de la antena suelen estar alojados en un único radomo aerodinámico hecho de un plástico rígido como el ABS. Los elementos radiantes están blindados en la medida de lo posible y protegidos de los impactos físicos por una espuma de poliuretano permeable a las señales de RF.

El número de elementos presentes es un determinante clave del costo y la complejidad de las antenas combinadas. Además de  los elementos de antena omnidireccionales de banda ultraancha para WiFi, LTE y otras tecnologías, puede haber elementos complementarios para redes MiMO 2x2 o soporte de doble banda o multibanda (por ejemplo,  WiFi de 2,4 GHz y 5 GHz). Una antena combinada que sirve a las tres tecnologías principales, que se analizan a continuación, puede tener hasta 11 elementos en su interior.

Los elementos de antena alojados en una antena combinada pueden incluir los siguientes componentes:

  • Almohadillas de alimentación que transmiten señales eléctricas entre el elemento de antena y su línea de transmisión.
  • Almohadillas de conexión a tierra eléctrica para conectar a tierra eléctricamente el elemento de la antena.
  • Las armazones o carcasas de antena de cerámica proporcionan protección térmica si se utilizan elementos de antena de cerámica.
  • Las almohadillas de fijación anclan los elementos individuales dentro del radomo.
  • Los radiadores de antena son elementos que actúan como transductores para guiar la energía de RF.
  • El amplificador de bajo ruido (LNA) se utiliza para mejorar las señales GPS y puede integrarse en la unidad.
  • Los planos de tierra están integrados en el diseño de la antena como un escudo metálico en la base de la antena.

Las antenas combinadas están disponibles en los siguientes diseños:

  • Antenas combo de disco: Estas antenas combinadas reciben su nombre de la distintiva forma de disco de hockey de la armazón de la antena.
  • Antenas combinadas de aleta de tiburón: Se trata de un diseño de antena de vehículo aerodinámico común  que puede albergar varios elementos de antena.
  • Antenas combo de domo: Un diseño de antena con una armazón globular y una huella baja.

Instalación de antenas combinadas

Los tres tipos de antenas suelen montarse mediante orificio pasante en los techos y cajuelas de los vehículos. Se hace un orificio en la cajuela o el techo de un tamaño adecuado para el montaje en superficie o en un orificio pasante. Una vez asegurado a través del perno, una arandela o empaque sella donde se unen el armazón o carcasa de la antena y la superficie de montaje. Esto evita la intrusión de polvo o humedad. Alternativamente, estas antenas se pueden montar utilizando un soporte de montaje en pared, mástil o poste, o mediante un soporte magnético.

El objetivo es montar la antena en el punto más alto donde las ondas de radio no estén obstruidas y a una distancia de cualquier otro equipo de radio que pueda causar interferencias o diafonía. La antena incluye un perno para sujetar la antena en su lugar y mantener los cables individuales de la antena en su lugar.

Antenas combinadas para las principales tecnologías inalámbricas

Las antenas combinadas albergan tecnologías clave de redes inalámbricas y telecomunicaciones que se pueden utilizar individualmente o combinadas como parte de una solución integrada. Estas 4 tecnologías son comunes en las antenas combinadas:

[A] GSM

El Sistema Global de Comunicaciones Móviles es una tecnología de redes  celulares de segunda generación (2G) y la primera en hacer la transición a las redes digitales. Era un estándar global, pero ha sido reemplazado por las tecnologías celulares posteriores que se analizan a continuación. GSM opera en bandas de frecuencia entre 850 y 1900 MHz. Su característica clave es la capacidad de proporcionar intercambio de datos utilizando el servicio de radio general por paquetes (GPRS) o las velocidades de datos mejoradas para la evolución de GSM (EDGE).

Es posible que los territorios rurales o remotos solo tengan cobertura GSM (los tamaños de las celdas para 2G pueden ser de cientos de kilómetros de diámetro) y una antena combinada que tenga conectividad GSM significa que los vehículos que se mueven a través de estas áreas pueden hacer la transición a usar estas redes sin problemas cuando sea necesario.

[B] 3G

3G o Tercera Generación es una tecnología de redes celulares que se desarrolló a partir de los elementos más avanzados del Sistema Global de Comunicaciones Móviles (GSM) de segunda generación que ahora se está volviendo obsoleto. Introducido por primera vez en 2001, ha logrado una implementación global. La 3G se suministra a través de atribuciones de espectro específicas entre 400 MHz y 3 GHz, dependiendo de la región y de la disponibilidad de bandas de frecuencia específicas.

3G ofrecía un mayor rendimiento y velocidades de datos que las redes celulares anteriores. Las velocidades de datos iniciales de 144 kbit/s pronto aumentaron a velocidades de varios megabytes por segundo con las versiones posteriores. Esto ha permitido a los operadores ofrecer una gama más amplia de servicios, como acceso a Internet, VoIP y videollamadas.

Varias tecnologías clave respaldan la función y el rendimiento de 3G, como EDGE, el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS) y el Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (W-CDMA).

A pesar de que 4G/LTE ahora está muy extendido, las antenas combinadas proporcionarán rutinariamente conectividad celular 3G como respaldo, especialmente para los socorristas y los operativos de campo que dependen de la conectividad celular para realizar funciones críticas.

[C] 4G / LTE

La tecnología de redes celulares de cuarta generación o 4G ha reemplazado a la 3G, al tiempo que conserva una interoperabilidad ventajosa y la capacidad de moverse sin problemas a través de redes y territorios.

Su funcionalidad se ha ampliado enormemente, aprovechando varias implementaciones de tecnología de capas físicas, como la red MIMO y la multiplexación por división de frecuencia ortogonal, como técnica de modulación. Esto requiere redes de banda ancha, pero aumenta enormemente la velocidad y el rendimiento de los datos en las redes 4G con velocidades de datos de hasta 1 Gbit/s.

Long Term Evolution es una tecnología de redes celulares que opera simultáneamente con 4G. LTE fue ideada por el Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) como un medio de transición a largo plazo de la infraestructura 3G existente para soportar un mayor rendimiento y velocidades. LTE es comparable, pero no es lo mismo, a 4G y alcanza velocidades de transferencia de datos de al menos 100 Mbit/seg, entregadas usando 2x2 MIMO.

[D] WiFi

WiFi es una tecnología de red inalámbrica ampliamente adoptada y estandarizada por el protocolo 802.11 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE).  Se puede utilizar para crear redes de área local que pueden soportar altas velocidades de transferencia de datos y rendimiento sin necesidad de cableado Ethernet. WiFi puede proporcionar una variedad de dispositivos electrónicos como computadoras portátiles, teléfonos y equipos corporales con una sólida conectividad basada en Internet.

WiFi se ha lanzado en varias versiones secuenciales, que proporcionan conectividad utilizando las frecuencias de 2,4 GHz y 5 GHz. Ambas bandas de frecuencia son bandas sin licencia, industriales, científicas y médicas (ISM), designadas por la FCC. La banda de frecuencia de 2,4 GHz también es utilizada por otras tecnologías de redes inalámbricas como Bluetooth y ZigBee que se utilizan en aplicaciones de IoT. El WiFi de 2,4 GHz tiene mayor penetración y cobertura que el WiFi de 5 GHz, pero es más susceptible a las interferencias. El WiFi de 5 GHz tiene más ancho de banda y canales y es capaz de soportar velocidades más altas.

[E] GPS

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés) es un sistema de radionavegación por satélite desarrollado y propiedad del Gobierno de los Estados Unidos.

Consiste en una constelación de 24 satélites activos que orbitan la Tierra en una órbita terrestre media, mientras transmiten continuamente datos de posición, tiempo e identificación que pueden ser recibidos por dispositivos compatibles.

El GPS es ahora una tecnología adoptada a nivel mundial que se utiliza para  funciones de ubicación, navegación, seguimiento y tiempo. El GPS se puede utilizar de forma aislada, pero lo más frecuente es que se despliega junto con tecnologías celulares e inalámbricas como parte de una serie de aplicaciones fijas y móviles.

Para que el GPS funcione de manera óptima, la antena debe ser extremadamente sensible. Esto se debe a que la transmisión por satélite se debilita a medida que pasa a través de las capas atmosféricas de la Tierra. Por lo general, se incluye un amplificador de bajo ruido (LNA) en línea con una antena GPS para mejorar la señal recibida.

Conversión a cobertura satelital Iridium: Para todas nuestras antenas que cubren la frecuencia GPS de 1,5 GHz: Podemos convertir la antena GPS de 1,5 GHz a 1,6 GHz para cubrir la frecuencia Iridium (satélite). Esta personalización tarda unas 4 semanas adicionales en producción y aumentará el coste de la antena en 1,75 dólares por antena.

Antenas combinadas de alta calidad que cumplen con RoHS

Esta selección de antenas combinadas se fabrica de acuerdo con la

Directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS). Se trata de una ley de la  Unión Europea que limita el uso de determinadas sustancias peligrosas en los aparatos eléctricos y electrónicos (AEE). Nuestras antenas combinadas también se fabrican con metales de buena procedencia y cumplen con el Reglamento de Minerales de Conflicto y la Sección 1502 de la Ley Dodd-Frank. Estas leyes prohíben el uso en la electrónica de los metales estaño, tungsteno, tantalio y oro que se han obtenido de regiones asociadas con conflictos o trabajo forzado.

¿Por qué son importantes las antenas combinadas?

Las antenas múltiples son una solución clave para ofrecer la conectividad requerida por una serie de industrias clave y sectores esenciales. La combinación de redes celulares, WiFi y GPS es capaz de soportar una variedad de aplicaciones remotas y basadas en el campo. Las antenas de disco, cúpula y aleta de tiburón son excelentes antenas de vehículos y proporcionan conectividad a Internet móvil y seguimiento GPS que se pueden utilizar de forma fiable en situaciones de misión crítica. Estos son algunos ejemplos clave de aplicaciones de antenas combinadas:

Antenas combinadas para el sector del transporte

Estas cámaras son de un calibre necesario para respaldar las soluciones de tecnología IoT para la gestión de flotas. Nuestra antena combinada puede conectar flotas enteras de vehículos pesados a un software de gestión basado en la nube diseñado para mejorar el rendimiento y la seguridad de las flotas.

Con conectividad GPS, celular y WiFi a bordo de cada vehículo, el operador de la flota puede monitorear cuidadosamente el rendimiento de la flota, el seguimiento de la ruta, el rendimiento del conductor y la condición del vehículo. Las funciones integradas de alerta temprana significan que los vehículos defectuosos, ineficientes en el consumo de combustible o con altas emisiones pueden identificarse temprano antes de que ocurran problemas y se puede mantener el cumplimiento de las regulaciones locales y nacionales en todo momento. Estas antenas combinadas discretas y fáciles de instalar admiten la telemática avanzada necesaria para el monitoreo y control remotos centralizados de una gran flota. Se pueden utilizar como parte de soluciones personalizadas o llave en mano.

El módulo celular en estas antenas combinadas es importante para los despliegues de vehículos, ya que las redes pueden pasar entre 2G, 3G y 4G/LTE a medida que un vehículo se mueve de áreas urbanas a rurales o entre proveedores de redes celulares. Esta solución relacionada con el tránsito podría funcionar con la misma facilidad para la gestión de sistemas de transporte y flotas de automóviles.

Antenas combinadas para la aplicación de la ley.

Estas antenas combinadas se instalan con frecuencia en vehículos de aplicación de la ley. Se conectaron a los enrutadores del vehículo para crear una red de área del vehículo (VAN) que proporciona conectividad para la gama de equipos en el vehículo, corporales y portátiles utilizados por los oficiales.

Las aplicaciones de VAN utilizadas en seguridad pública incluyen:

  • Transmisión de video en vivo desde dashcams y cámaras corporales
  • Telemetría del vehículo, incluido el seguimiento del manejo del vehículo (incluido el despliegue de sirenas) y el estado mecánico.

Los profesionales de las fuerzas del orden dependen cada vez más de la transferencia de datos en tiempo real y de los canales de comunicación que apoyan el trabajo colaborativo. Estas antenas combinadas son robustas y están preparadas para la tarea de soportar la comunicación bidireccional y la transferencia de información entre los profesionales de campo y los profesionales de la estación.

La conectividad inalámbrica en tiendas y centros comerciales puede mejorar la experiencia minorista y revolucionar los servicios y el hardware de POS. Las líneas entre el comercio electrónico y el comercio minorista de ubicación fija se han vuelto cada vez más borrosas a medida que los minoristas y los comerciantes se dan cuenta de que los negocios se pueden realizar en cualquier lugar y en cualquier momento.

Las antenas combinadas pueden respaldar soluciones innovadoras para el comercio minorista, que incluyen:

  • Implementación rápida de quioscos, cajeros automáticos y máquinas expendedoras con funcionalidad casi plug-and-play.
  • Procesamiento de pagos inalámbrico seguro, en cualquier lugar dentro de la tienda o centro comercial. La conectividad LTE puede proporcionar una copia de seguridad si los terminales de punto de venta basados en WiFi se caen.
  • Tiendas pop-up y soluciones escalables.

Las antenas combinadas también son la solución ideal para admitir la señalización digital, ya que pueden proporcionar tanto el respaldo LTE / celular como la conectividad WiFi para transmitir, controlar y monitorear de forma remota campañas publicitarias de alta definición en espacios públicos o tiendas.

Antenas combo para la fabricación y la industria.

La combinación de LTE/celular, WiFi y GPS es increíblemente ventajosa para el desarrollo de aplicaciones exitosas de IoT para la industria. La gestión de activos industriales es fundamental para garantizar el rendimiento, la seguridad y la rentabilidad continuos de las instalaciones y equipos industriales. Las antenas combinadas robustas brindan conectividad en entornos hostiles, donde se requiere para el monitoreo confiable de activos industriales. Los datos de los sensores de equipos industriales, como compresores de aire o lavadoras, se pueden transferir a la nube en tiempo real a través de estas robustas antenas. El software de monitoreo basado en la nube ha abierto los beneficios del procesamiento de datos de la máquina, ya que proporciona información valiosa, demuestra el cumplimiento normativo y brinda inteligencia procesable que se puede usar para mejorar la eficiencia y generar ahorros de costos.

Preguntas frecuentes:

¿Qué es el internet de las cosas?

El Internet de las cosas consiste en objetos físicos del mundo real que están conectados en red con conectividad a Internet (es decir, llevan direcciones IP o se conectan de forma inalámbrica a un hub que tiene conectividad a Internet). Este novedoso concepto ha crecido para integrar múltiples tecnologías, incluidas las inalámbricas, celulares y GPS, para permitir que los objetos y dispositivos transmitan datos sobre su estado y funcionamiento. El IoT se está convirtiendo en una tecnología crítica en una amplia gama de sectores, ya que los datos recopilados de los sensores y los objetos en red se utilizan para tener un impacto comercial y en el mundo real.

¿Qué conectores llevan estas antenas combinadas? SMA o RP SMA

Nuestra selección de antenas combinadas lleva conectores SMA (el conector predominante en las redes celulares) o conectores RP SMA (utilizados principalmente en WiFi y otras tecnologías de redes inalámbricas). Los conectores se pueden personalizar según sus requisitos específicos para pedidos grandes.

¿Cuál es el mejor cable para conectar antenas combinadas?

Como se mencionó anteriormente, el cable con baja atenuación (pérdida de señal) es importante, especialmente para las señales GPS que ya están significativamente atenuadas cuando llegan a la antena. El  cable coaxial  de doble blindaje como el LMR 100 es el mejor cable para la conexión a antenas combinadas, ya que tiene una pérdida de señal significativamente menor que los cables de un solo blindaje. El cable de doble blindaje llevará una capa de lámina y un blindaje trenzado que ayudan a que la señal se retenga dentro del cable. Los conductores de cobre sólido también son ventajosos.

En conclusión:

Las antenas combinadas son un diseño de antena de futuro que combina tecnologías celulares, inalámbricas y satelitales críticas en una sola unidad de alta utilidad y bajo perfil. Son demostrablemente versátiles, funcionando eficazmente tanto en aplicaciones fijas como móviles. Son una opción clara para las soluciones de desarrollo y se pueden personalizar fácilmente para proporcionar la conectividad requerida.

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