최적의 연결성과 미관을 위해 콤팩트 5G MIMO 안테나 사용

데이터 속도 향상, 용량 증가, 원활한 연결을 위해 전 세계적으로 5G 네트워크 구축이 가속화되고 있습니다. MIMO(다중 입력 다중 출력) 안테나 기술은 다중 데이터 스트림 동시 송수신, 스펙트럼 효율성 향상, 전반적인 네트워크 성능 등 5G의 잠재력을 구현하기 위해 매우 중요한 요소입니다.

다양한 안테나 옵션이 있지만, 많은 응용 분야에서 공간 제약이 있는 시스템에 장착하거나 보안, 주거, 소매 및 기타 응용 제품의 눈에 잘 띄지 않는 위치에 배치할 수 있는 소형 저높이 MIMO 안테나가 요구됩니다.

이 기사에서는 눈에 잘 띄지 않는 소형 5G 장치 설계자가 직면하는 문제에 대해 간략하게 설명합니다. 그런 다음 폭넓은 스펙트럼 적용 범위, 글로벌 호환성, 사용 편의성을 제공하면서 설계자의 요구 사항을 충족하는 Taoglas의 콤팩트 5G/4G MIMO 안테나를 소개하겠습니다.

콤팩트한 저높이 5G MIMO 안테나의 응용 분야 및 과제

소형의 저높이 5G MIMO 안테나를 눈에 띄지 않게 설치하여 많은 응용 분야에 요구되는 데이터 전송률과 적용 범위를 달성할 수 있습니다. 소비자 가전 및 보안 시스템 설계자는 미관을 해치지 않으면서 5G 성능을 제공하기를 원합니다. 운송 및 산업 응용 분야에서 콤팩트 안테나를 사용하면 기존의 대형 안테나가 차량 또는 장비 오퍼레이터에게 미칠 수 있는 산만한 시각적 영향을 제거할 수 있습니다. 설계자는 콤팩트 안테나를 사용하여 디지털 사이니지, 판매 시점 관리 키오스크, 네트워크 어플라이언스와 같은 소형 독립형 응용 제품에서 5G 연결을 더 쉽게 추가할 수 있습니다.

산업 공정 시스템 및 IoT(사물 인터넷) 응용 분야의 설계자는 간편하게 소형 5G MIMO 안테나를 추가하여 원격 위치에 5G 네트워크 연결을 제공하거나 기존 통신 네트워크의 백업 연결 옵션으로 사용할 수 있습니다.

여러 대의 안테나와 관련 처리를 사용하면 개별 데이터 스트림을 멀티플렉싱하여 링크 안정성을 개선하고 신호 손실을 보정하여 데이터 전송률을 높게 유지할 수 있습니다. MIMO 안테나는 밀리미터파 통신의 높은 경로 손실로 인한 신호 저하와 5G 네트워크에서 널리 사용되는 소무선 구역 배포로 인해 악화되는 다중 경로 페이딩에 대응합니다.

MIMO 기술은 상당한 이점을 제공하지만 구현하기가 어렵다는 특징도 있습니다. 이러한 문제에는 MIMO 안테나 요소 간의 상호 결합을 최소화하고 분리를 극대화하여 최적의 방사 성능을 보장하는 것도 포함됩니다.

이전 MIMO 안테나 설계에서는 안테나 사이의 물리적 거리를 늘리는 방식으로 이러한 문제를 해결했습니다. 이로 인해 사용자는 대형 안테나 시스템 설치에 대처해야 했습니다. 설계자가 공간 제약이 있는 설치를 고려할수록 MIMO 안테나 설계에서 여러 안테나를 배치할 수 있는 물리적 공간은 훨씬 더 제한됩니다. 그 결과 상호 결합, 효율성 저하와 같은 효과가 더 두드러지게 나타납니다.

이러한 문제를 해결하려면 첨단 소재, 감결합 방법, 소형화, 최적화된 접지면 설계 등 새로운 접근 방식이 필요합니다.

간단한 5G 안테나 설치 솔루션

Taoglas MA322.A.001 Comet 계열 MIMO 안테나는 새로운 접근 방식이 적용된 뛰어난 예입니다(그림 1). 이 장치는 크기가 80mm x 18.1mm이고 무게가 113g인 퍽 형태의 저높이 폼 팩터로 5G MIMO 성능을 발휘합니다.

그림 1: 자기 또는 접착형 실장 방식으로 손쉽게 눈에 띄지 않게 설치할 수 있도록 설계된 MA322 5G MIMO 안테나는 크기가 80mm x 18.1mm에 불과합니다. (이미지 출처: Taoglas)

MA322는 크고 무거운 안테나가 맞지 않거나 필요하지 않은 응용 분야에서 사용하기에 적합한 폼 팩터와 무게를 지니고 있습니다. 또한 자기 또는 접착형 실장에 맞게 설계되어 실장 구멍을 뚫는 것이 권장되지 않는 기존 응용 분야에서 5G 연결을 제공합니다. 여기에는 업그레이드된 5G 통신이 필요한 응급 구조대, 응급 서비스 차량과 같은 응용 분야가 있습니다. 사용자 응용 제품에 안테나를 간소하게 연결할 수 있도록 이 안테나의 MIMO 1 및 2 연결에는 각각 고주파 서브미니어처 버전 A(SMA) 커넥터가 있는 2m 저손실 케이블이 함께 제공됩니다.

실내 또는 실외 설치에 적합한 안테나 인클로저의 작동 온도 범위는 -40°C ~ +85°C이고 정격 등급은 IP67이며, 방진 보호 기능과 최대 1m 수심에서 물 유입 보호 기능을 제공합니다. ASA(아크릴로나이트릴 스타이렌 아크릴레이트) 플라스틱으로 제작된 인클로저는 실외에 장기간 설치되는 경우에 필요한 자외선(UV) 안정성을 제공합니다. 또한 3M 폼 패드가 별도로 포함되어 있어, 자성이 없는 표면에도 접착식으로 실장할 수 있습니다.

이 안테나는 유럽 연합(EU)의 화학물질 등록, 평가, 허가 및 제한(REACH) 규정과 EU 유해물질 제한(RoHS) 법규를 준수합니다.

전 세계의 셀룰러 주파수를 지원하는 우수한 성능

2개의 고성능 5G/4G 안테나로 설계된 MA322는 전 세계의 5G 셀룰러 주파수와 617MHz ~ 5925MHz의 4G, 3G, 2G 대역을 지원합니다. 여기에 더하여 일반적으로 소형 안테나가 발휘하지 못하는 성능 특성을 가집니다.

낮은 반사 손실 특성과 전압 정재파비(VSWR) 사양 값 0을 가진 MA322 안테나는 신호 성능이 저하되는 일 없이 일반적인 소형 안테나 효율성 레벨에서 작동합니다(그림 2).

그림 2: MA322는 혁신적인 설계를 통해 비슷한 크기의 기존 퍽 모양 안테나가 제공하지 못했던 수준의 효율성을 발휘합니다. (이미지 출처: Taoglas)

설계자의 장거리 통신 및 경로 손실 완화 요구 사항을 충족하도록 설계된 MA322 안테나는 전체 작동 주파수 범위에서 안정적인 피크 이득 수준(그림 3)과 우수한 전방향성 방사 패턴(그림 4)을 실현합니다. 최대 피크 이득은 4.2dBi(등방성 안테나에 대한 상대적 dB)이고, 작동 주파수 범위는 미국과 유럽에서 자주 사용되는 5G 대역에 속하는 3550MHz 주파수 대역을 포함합니다.

그림 3: MA322는 안정적인 피크 이득에 대한 수요를 충족하며, 4.2dBi의 지정된 최대 피크 이득을 달성합니다. (이미지 출처: Taoglas)

그림 4: MA322는 여기에 표시된 3550MHz 주파수 대역을 포함하여 작동 주파수 범위 전체에서 매우 균일한 방사 패턴을 제공합니다. (이미지 출처: Taoglas)

안정적인 성능을 발휘하고 쉽게 설치할 수 있는 MA322 안테나는 설계자에게 확장 중인 응용 분야를 위한 준비된 5G 설치 솔루션을 제공합니다.

결론

첨단 소재와 설계 방식의 발전에 힘입어, 5G 운영 수준에 맞는 이득과 효율을 달성할 수 있는 Taoglas의 소형 MIMO 안테나가 개발될 수 있었습니다. 설계자는 이 콤팩트한 저높이 장치를 사용하여 보안, 미관, 사용 편의성이 요구되며 공간적인 제약이 있는 응용 분야에 5G 연결을 추가할 수 있습니다.