Американские операторы отключат свои сети 3G и перейдут на 4G / LTE к концу 2022 года, и операторы из других регионов мира, вероятно, последуют за ними. Таким образом, IoT и телематические устройства, которые будут работать в этих сетях, должны быть перепроектированы для 4G / LTE и, возможно, потребуется пройти тестирование для получения сертификата сети. Эта статья призвана пролить свет на требования и подход к прохождению сертификации в первый раз.

Разработчикам, которые плохо знакомы с радиочастотами, при проектировании беспроводной сети потребуется несколько иной подход, учитывающий антенну и позволяющий ей хорошо работать. Если антенна встроена, то есть антенна для поверхностного монтажа (SMD), ее необходимо размещать в конструкции с осторожностью, иначе она может вести себя не так, как задумано.

Даже если устройство не требует сертификации, подход к проектированию, который мы описываем здесь для подготовки к тестированию, также поможет вам получить лучшие результаты от антенны.

Передатчики и тестирование для LTE
Все электрические изделия проходят испытания на электромагнитную совместимость (ЭМС) и безопасность, но если изделие содержит передатчик, оно должно пройти дополнительные испытания, чтобы убедиться, что оно безопасно с точки зрения беспроводной связи. Эти тесты гарантируют, что:


Это не помешает использованию любых других, не связанных телекоммуникационных продуктов.
Он правильно и эффективно использует ограниченный беспроводной спектр.
Это не представляет никаких проблем для здоровья людей, т. Е. Уровень радиочастотного излучения должен находиться в пределах заведомо безопасного уровня.
Поэтому любой продукт с беспроводным подключением - будь то Wi-Fi, Bluetooth, ISM, спутниковая или сотовая связь - должен пройти дополнительную серию тестов, чтобы убедиться, что он соответствует требуемым стандартам.

Если устройство должно использовать сети LTE, тестирование становится более сложным по нескольким причинам. Во-первых, LTE использует несколько различных частотных диапазонов. Минимум для США - три диапазона, но если устройство будет использоваться в большем количестве стран и регионов мира, устройство необходимо протестировать для диапазона различных диапазонов частот. Таким образом, требуются дополнительные тесты. 

Проектирование для радиочастотных характеристик
Чтобы устройство могло работать в глобальном масштабе, конструкция должна позволять антенне работать на всех этих частотах. Вследствие этого в конструкции антенны необходимо уделить особое внимание. Антенна должна быть размещена с правильным заземляющим слоем, чтобы она правильно работала на каждой из частот. Кроме того, антенна должна иметь согласующую сеть, которая должна быть указана в техническом описании производителя антенны.

В устройствах LTE иногда используются методы с несколькими входами, несколькими выходами (MIMO) или разнесением, когда более одной антенны работают вместе, чтобы улучшить производительность устройства. В этом случае конструкция нуждается в дополнительном тесте: тест коэффициента корреляции огибающей (ECC) измеряет диаграмму направленности излучаемого луча каждой антенны, и результаты должны соответствовать установленным критериям.