Eu li em algum lugar (mas infelizmente não consigo lembrar onde) que os telefones celulares precisam de uma antena omnidirecional.
Se é assim, quais são as razões para isso? Por que uma antena de loop direcional normal não pode ser (eficientemente) usada?
Respostas:
Não há antenas que sejam verdadeiramente omnidirecionais sem muita complicação, especialmente para um telefone celular. No entanto, se você pensar bem, deseja segurar o telefone e virar em qualquer direção para o norte, sul, leste ou oeste e esperar que funcione. Uma antena de loop direcional derrota o objetivo de poder enfrentar qualquer direção e ainda funcionar.
Você pode argumentar que deitar no chão (enquanto estiver ao telefone) "não é um requisito" e, portanto, não deve esperar que isso funcione em todas as direções. No entanto, a recepção e transmissão de ondas de rádio é bastante complexa de entender (e um pouco imprevisível) e isso pode tornar as expectativas "normais" melhores ou piores. Aqui está a aparência do campo de um dipolo: -
Você pode ver que ele se estende em todas as direções horizontalmente da mesma forma, mas na direção vertical não há campo (recebendo ou transmitindo).
O design do "sistema" também fornece frequências diferentes para qualquer aparelho em particular funcionar e, às vezes, quando a recepção pode ser ruim em uma frequência, a mudança para uma frequência adjacente pode melhorar significativamente. O mesmo vale para a transmissão.
Isso parcialmente não é mais inteiramente verdade. Com o aumento dos requisitos de largura de banda e como estamos chegando muito perto do limite teórico de picojoules omnidirecionais / bit, para aumentar a largura de banda nos telefones celulares, será definitivamente necessário voltar novamente às antenas direcionais. A maneira como isso é resolvido na próxima geração de rádios (e acredito que a geração atual de rádios Qualcomm 2x2 LTE) é que eles empregam uma antena de matriz em fases usando as 2 antenas de envio e recebimento. Os dados do sensor g são usados para 'apontar' o arranjo faseado na direção correta no curto prazo, e o ajuste da antena de recebimento é usado para travar o arranjo faseado no longo prazo. À medida que avançamos em 2020, matrizes em fases e, possivelmente, matriz eventualmente focada, se tornarão comuns e necessárias nos aparelhos para atingir taxas de dados da próxima geração.
adendo: esse método de usar várias antenas como uma matriz em fases é chamado de formação de feixe.
Uma antena omnidirecional é simplesmente uma conveniência. Se você estiver preparado para localizar a direção do local da célula mais próximo / mais forte e apontar uma antena direcional para ele, ele funcionará perfeitamente. Eu costumava fazer exatamente isso. Como Andy diz, a necessidade de fazer isso geralmente é inaceitável para usuários comuns.
Em casos de nicho, pode ser extremamente útil, e estes provam o aspecto "não necessário, mas agradável" das antenas omnidirecionais.
No meu caso, somos atendidos por um sistema GSM e, no passado, a cobertura em torno de minha casa era ruim, pois estamos em uma sombra de colina em relação ao local da célula local e tendemos a ter fortes reflexões em vários caminhos, o que leva a áreas instáveis de alta e sinal baixo através de distâncias de pés e segundos. Um telefone pode funcionar quase perfeitamente em um dia e quase inutilizável no dia seguinte. Agora isso foi corrigido (presumivelmente um local extra para celular), mas antes disso eu costumava fazer chamadas gratuitas gratuitas para celular como parte do meu plano de chamadas. Eu tinha acesso à linha de outro site, mas o alcance era excessivo. Então montei uma antena parabólica UHF (cerca de 1 metro) apontada para o local da célula e com o telefone simplesmente colocado no braço de suporte do LNA, com o LNA removido e o telefone em alto-falante. Nenhuma conexão elétrica (com fio) twixt telefone e prato. Trabalhou um charme. [Instalei na minha varanda ao lado de uma poltrona velha. Café, papéis, celular, antena parabólica - vá.
Bônus não relacionado: história genuína! Para fins experimentais, prateei o prato com filme de alumínio aluminizado. Enlouquecia um aquecedor solar eficiente. Minha esposa estava preocupada que o prato pudesse incendiar as coisas sem supervisão. Eu apontei as circunstâncias improváveis necessárias para alinhar o sol, o prato e o alvo conforme configurado. Uma noite, deixei o prato em um banquinho ao lado da poltrona e na manhã seguinte, cerca de 10h, o ângulo do sol e o ângulo do prato e a localização da cadeira conspiraram para acender a cadeira !!!. Poderia ter se espalhado pela casa :-(. Mas não., Uma lição ou poucos aprenderam.
Não tente fazer isso em casa, se você ainda quiser ter um. A estrutura da cadeira é sólida - a queima de pinheiros é mais substancial do que é óbvio. ("Abrir imagem em uma nova guia" fornece uma imagem muito maior nesta e em muitas outras imagens.)
A principal razão para ter uma antena omnidirecional é que a posição relativa da estação base fixa e do telefone móvel pode mudar constantemente enquanto o usuário está em movimento. não é apenas que você deseja 'girar' enquanto fala, é que a estação base fixa pode estar atrás de você a 5 km de uma estrada, e a estação base talvez diretamente ao seu lado, a 16 km pela mesma estrada.
Qualquer tipo de sistema de comunicações móveis terá omni por conveniência no uso. no caso de duas bases fixas, é muito mais permitido ajustar um prato de direção Yagi ou refletor para obter o sinal máximo e aparafusá-lo.
mas nunca com um aplicativo para dispositivos móveis, na verdade, a menos que você esteja disposto a parar a caminhada, a bicicleta ou o carro ou o barco e ajustar novamente o direcionamento toda vez que quiser conversar.