Kablosuz Haberleşmenin Yapı Taşı: Antenler

0
69

Günümüz teknolojisinin geldiği noktada, gerek yüksek iletim hızları gerek maliyet gibi belirleyici faktörler zamanla anten teknolojisinin gelişerek hayatımızın her alanında aktif rol oynamasına yol açmıştır. Normal şartlarda iletim hatları ile veri iletimi prensibi geçmişten günümüze kadar kullanılan en alışılmış yöntem olmaktadır. Fakat uzak mesafelere veri aktarımı kablo aracılığı ile yapıldığında hem maliyetten hem de coğrafi şartlar vb. durumlardan etkileniyor.

Kablosuz haberleşmenin yapı taşı antenler

Antenler, boşlukta yayılan elektromanyetik dalgaları algılayarak alıcı sisteme iletmesi (receiver) veya verici sistemden gelen sinyalin anten aracılığı ile boşluğa yayılması (transmitter) prensibi ile çalışır. Bu yazımızda, özellikle 5G, GNSS, IoT ve NB-IoT gibi terimlerin anten önemli bir payı olacağı için GSM & LTE, Wi-Fi/WLAN, GNSS ve çeşitli RF uygulamaları için geliştirilmiş antenlerden bahsedeceğiz.

Kullanım alanına göre uluslararası kuruluşlar tarafından belirlenmiş frekans aralıkları bulunuyor. Kablosuz haberleşme yapan elektronik aygıtlar bu frekans aralıkları için üretilmişlerdir. Anten seçiminde önemli olan Gain, VSWR ve Frekans Aralığın parametreleri önemlidir. Özdisan Elektronik’in ürün gamında farklı uygulamalar için çeşitli anten türleri mevcut. Bu antenlerden bahsetmek gerekirse:

GSM (2G, 3G ve LTE) Teknolojisi ve Antenler

GSM (Global System for Mobile Communications) için zaman içinde teknolojisinin gelişmesi ile hayatımıza 1G, 2G, 3G ve 4G (LTE) dahil oldu. İlerleyen yıllarda ise 5G dahil olacak. Burada “G” generation (nesil) anlamına geliyor ve bir önceki nesile göre kapsamlı değişikliklerin yanında yüksek veri iletim hızları oluşturuyor. Genellikle GSM teknolojisi 2G ile özdeşleştirilirken, bu yazımızda tüm mobil iletişim sistemleri (2G, 3G ve 4G) için GSM genellemesini kullanacağız. Ülkemizde 90’lı yılların ortalarından itibaren 2G teknolojisi kullanılmaya başlandı. Sırasıyla bu teknolojinin içine GPRS, EDGE gibi terimlerinde eklemesi ile data hızları artmıştır.

3G teknolojisinin hayatımıza girmesi ile akıllı telefonların kullanım alanları genişlemiş, anlık görüntü ve ses datası aktarımı dolaşım esnasında (roaming) mümkün olmuştur. LTE (Long-Term Evolution) yani diğer bir adıyla 4G teknolojisi, 3G’nin çok yüksek veri transferi hızlarına çıkması ile oluşturulmuş, sistemsel değişikleri ve güvenlik iyileştirmelerini de içinde barındıran bir sistemdir. Genellikle GSM teknolojisi 2G ile özdeşleştirilir. Ancak tüm mobil iletişim sistemleri (2G, 3G ve 4G) için GSM genellemesini kullanmak gerekirse, GSM antenini, cep telefonlarında ve hücresel (cell) kulelerinde yaygın olarak kullanılan bir anten türü olarak tanımlayabiliriz.

Bir GSM telefonundaki anten, cihazın sinyalini başka bir hücresel kulesinde bulunan GSM antenine iletmesi prensibi ile çalışır. GSM antenleri bulunan birçok cihaz, dolaşımdayken hücreler arasında anlık aktarım yapılarak dolaşım (roaming) esnasında kesintisiz veri iletimini GSM antenleri sayesinde sağlayabilir. Teknolojinin gelişmesi ile yüksek veri iletim hızlarının yakalanması sonucunda GSM’in yanında 3G ve LTE ile uyumlu GSM antenler, mobil cihazlara ve hücresel veri kulelerine entegre edildi.

Ülkemizde mobil bant genişlikleri 800MHz, 900MHz, 1800MHz, 2100MHz ve 2600MHz şeklinde operatörlere aktarıldı. Özdisan Elektronik, farklı mobil bant genişlikleri için 2G, 3G ve LTE destekli çok sayıda anten türünü stoklarında bulunduruyor. Wi-Fi Antenler Wi-Fi (Wireless Fidelity) teknolojisi bir kablosuz alan teknolojisidir. Kelime anlamıyla bir sinyal alanında bulunan cihazlar, belirleyici parametrelerle (cihaz sayısı, gürültü, sinyal gücü vb.) kablosuz olarak internet ortamına dolaylı olarak da birbirlerine bağlanmalarını sağlıyor.

Wi-Fi için belirlenen uluslararası IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n ve IEEE 802.11ac standartları mevcut ve tüm Wi-Fi cihazları bu uyumluluğu sağlamalıdır. IEEE 802.11 protokolüne bağlı olarak Wi-Fi 2.4GHz ve 5GHz radyo frekansında çalışıyor. Çok farklı fiziksel özelliklerde üretilen Wi-Fi antenler genel itibari ile PCB montajına uygun SMA konnektörlü çubuk veya kablo aracılığıyla gerekli koaksiyel bağlantısı yapılıp bir bölgeye sabitlenebilen çubuk anten türlerinde karşımıza çıkıyor.

RF Uygulama Antenleri RF (Radyo-frekans) antenleri genel isimlendirme olarak kullanılabilir. Bluetooth, Xbee vb. alıcı-verici işlemleri için tahsil edilmiş özel frekans bantları için üretilen çeşitli anten türleri mevcut. Otopark kapısı için verici kumandasını bu duruma örnek olarak verebiliriz. Yapılacak uygulamaya göre fiziksel değişiklikler göstermekle birlikte genel hatlarıyla SMA konnektörlü tümleşik PCB tipi çubuk, koaksiyel kablo çıkışlı çubuk ve çip antenler olarak üretiliyor. GNSS (GPS, GLONASS, BEIDOU) Teknolojisi ve Antenleri Gündelik hayatta akıllı telefonlarımızla sıklıkla kullandığımız navigasyon uygulamalarının temelinde uydular ve yeryüzündeki istasyonlar aracılığıyla yüksek doğrulukta konum belirlenmesi prensip edilmiştir.

GNSS (Global Navigation Satellite System) terimi GPS, GLONASS ve BEIDOU sistemlerinin tümünü belirtir. GPS sistemi ABD tarafından tüm dünyada kullanılan konum belirleme sistemi olarak en sık kullanılanıdır. Ardından Rusya Federasyonu tarafından üretilen GLONASS sistemi gelir. Bu iki sistem tüm dünyada aktif olarak kullanılırken günümüzde üretilen navigasyon özellikli cihazların neredeyse tamamını da barındırıyor.

Çin Halk Cumhuriyeti tarafından sadece kendi topraklarında çalışması için tasarlanan BEIDOU isimli özel bir sistem vardır. Tüm bunların yanında ilerleyen yıllarda hayata geçirilecek, Avrupa Birliği tarafından desteklenen GALILEO sistemi de tasarlanıyor. Genel itibariyle konum belirleme uygulamaları için kullanılan GNSS antenleri GPS, GLONASS ve BEIDOU destekli ürünleri, Özdisan Elektronik stoklarında bulabilirsiniz.