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MAGGIO 2024 FIELDBUS & NETWORKS 65 Fieldbus & Networks tion Union Radiocommunication Sector (ITU-R) at- tualmente definiscono UWB una trasmissione per la quale la larghezza di banda del segnale emesso supera il minore di 500 MHz o del 20% della fre- quenza centrale aritmetica. A causa del potenziale di confusione, spesso è una buona idea chiedere chiarimenti quando si parla di questo argomento. UWB: le esigenze oggi sono cambiate Grazie all’avvento delle applicazioni a banda larga e multi-banda, la direttiva per mantenere la FBW più stretta possibile si è spostata fino al punto in cui un’antenna UWB con un’ampia FBWè desiderabile o addirittura obbligatoria. In effetti, molti articoli accademici recenti descrivono configurazioni di an- tenne nuove o innovative con caratteristiche UWB. Prima di continuare, vediamo però meglio cosa si in- tende per UWB. Il termine ‘banda ultralarga’ ha due significati leggermente diversi: nel contesto delle antenne, si riferisce alla FBW; tuttavia, quando si parla di spettro delle onde elettromagnetiche, il termine viene utilizzato anche per descrivere le frequenze più alte dove è disponibile una maggiore larghezza di banda. Per esempio, le applicazioni che utilizzano parte della banda di frequenza estre- mamente alta (EHF) da 30 a 300 GHz sono spesso descritte come applicazioni UWB, perché possono utilizzare una ‘fetta’ ultra-ampia di diverse centinaia di megahertz per supportare velocità dati estrema- mente elevate. Tuttavia, un’applicazione UWB di questo tipo, che utilizza 1 GHz a 60 GHz, non neces- sita di un’antenna UWB: ha bisogno di un’antenna centrata a 60 GHz con una FBWdi solo l’1,7% circa. Antenne UWB come ACG0806U, ACG0301U e ACG0502U di Abramo, funzionano in que- sto ampio campo di frequenze. Possono es- sere utilizzate per sostituire più antenne a banda stretta, fornendo al tempo stesso un elevato grado di flessibilità di progettazione e connettività affidabile (si veda tabella 1). L’intervallo potenziale dei segnali UWB e delle loro antenne rende queste ultime adatte per applica- zioni come gateway e router, streaming ad alta ve- locità, access point wireless, dispositivi portatili, tracciamento e posizionamento, controllo di dispo- sitivi domotici e sistemi di intrattenimento. Sono utili anche per applicazioni per l’Internet delle Cose (IoT), nelle comunicazioni m2m, nell’accesso sicuro all’auto, nella tracciabilità degli articoli, nella navi- gazione interna, nei pagamenti touchless, nell’ac- cesso intelligente e nel rilevamento degli oggetti. Le antenne UWB di Abracon sono progettate anche per la connettività di prossima generazione. Coprono l’intero spettro da 698 MHz a 7 GHz e of- frono molteplici vantaggi: alte prestazioni, elevata efficienza di irradiazione, basso consumo energe- tico (grazie ai bassi requisiti di alimentazione dei sistemi UWB). Inoltre, soddisfano le esigenze del settore per una trasmissione dati veloce/stabile e offrono dispositivi chip completi e discreti per sem- plificare la progettazione dell’antenna e il layout della scheda/sistema. Caratteristiche tecniche Uno sguardo più attento a un’antenna UWB di Abracon mostra sia i suoi attributi, sia come faciliti la progettazione. ACG0806U è un’antenna UWB a montaggio superficiale (SMD) per il funzionamento da 3,3 a 7,2 GHz (larghezza di banda 4.000 MHz) in un minuscolo contenitore in chip ceramico di 8,0x6,0x1,2 mm (si veda figura 1). Dal punto di vista elettrico, ACG0806U offre la polarizzazione lineare e un’ampiezza del fascio azimutale omnidirezionale, con un’impedenza no- minale di 50 Ω e un rapporto di onda stazionaria (ROS) in tensione inferiore a 3,5. Altri dettagli delle sue prestazioni includono grafici che mostrano la caratteristica di impedenza dell’attenuazione di riflessione e la caratteristica di irradiazione dell’ef- ficienza totale (si vedano figure 2 e 3). Altrettanto importante per i progettisti è come e dove posizionare e interfacciarsi con l’antenna in chip. Per ACG0806U, una scheda di valutazione mostra le dimensioni critiche e il circuito di adat- tamento associato. In conclusione Le antenne UWB sono necessarie per supportare le diverse applicazioni multi-banda e a banda larga che stanno ricevendo sempre più attenzione. Abracon offre una selezione di antenne chip UWB a montaggio superficiale con diverse frequenze centrali e larghezze di banda. Con queste opzioni, i progettisti possono selezionare e posizionare rapi- damente un’antenna UWB sul circuito stampato e passare alle fasi successive del progetto. Digikey - www.digikey.com Fonti: International Journal of Antennas and Propagation, “Wi- deband and UWB Antennas for Wireless Applications: A Comprehensive Review”, www.hindawi.com/journals/ ijap/2017/2390808/ ; IntechOpen, “Ultra-Wideband Antenna andDesign”, www.hindawi.com/journals/ijap/2017/2390808/ ; National Institute of Health, National Library of Medicine, “Ul- trawidebandAntennas: Growth and Evolution”, www.ncbi.nlm. nih.gov/pmc/articles/PMC8781011/ Fonte: foto Abracon Fonte: foto Abracon Fig. 2 - Il grafico dell’attenuazione di riflessione (in dB) per ACG0806U descrive in dettaglio un aspetto delle sue prestazioni nella banda operativa specificata Fig. 3 - L’efficienza dell’antenna ACG0806U nella frequenza operativa