Le antenne sono un elemento cruciale per ottenere buone prestazioni in un sistema di comunicazione LoRa. La scelta dell’antenna corretta può fare la differenza tra una trasmissione efficace e una connessione inaffidabile.
In questa guida vedremo le migliori antenne utilizzabili sia per 868 MHz che per 433 MHz, oltre a soluzioni autocostruite e la progettazione di antenne con NEC2.
Spostare l’antenna in alto aiuta molto: sopra un palo, all’estremità di una canna da pesca o su un tetto/terrazzo
Riguardo ai cavi bisogna stare più corti possibili (max 3-5 m) specialmente per gli 868 MHz, preferendo cavi a bassa perdita.
Antenne da acquistare
Ecco alcune delle soluzioni maggiormente utilizzate, attenzione a selezionare la frequenza corretta in fase di acquisto:
- Antenne a stilo, vanno bene per dispositivi mobili (eccone una per gli 868, per i 433 va bene qualsiasi antenna per i portatili)
- Antenne per hotspot MMDVM: da poter riutilizzare per dispositivi mobili in 433
- Antenne collineari con guadagno tra 3 dBi e 5 dBi (come questa per gli 868, oppure una X-50 per i 433), perfette per installazioni fisse
- Antenne ground plane o dipolo: a basso costo, con buone performance sia in 433 che in 868
- Antenne Yagi per applicazioni direzionali e collegamenti punto-punto (eccone una per i 433 MHz)
- Antenne magnetiche da auto
Autocostruzione
Dipolo
Un dipolo mezz’onda può essere realizzato con un cavo coassiale usando la maglia e l’elemento centrale come bracci (la cui lunghezza dev’essere calcolata) con alimentazione centrale e montaggio verticale per radiazione omnidirezionale.
Per calcolare le misure riferirsi a questo sito.
Ground Plane
Una delle antenne più semplici ed efficaci, le misure possono essere calcolate usando questo sito.
Yagi
Un dipolo con aggiunti altri elementi per “dirigere” la ricezione e la trasmissione verso una direzione specifica. Più sono gli elementi più l’antenna diventa direttiva, aumentando il guadagno in quella direzione.
Per calcolare le misure degli elementi di una Yagi si può sfruttare questo sito.
J-Pole
Costruita con tubo di ottone o rame, ha una buona efficienza e guadagno superiore rispetto alla ground plane, ma è più difficile da sintonizzare (usare un Nano VNA).
- Sezione verticale da 24,6 cm (3/4 d’onda a 868 MHz)
- Sezione di alimentazione da 8,2 cm (1/4 d’onda)
Progettazione di antenne con NEC2
Per chi vuole ottimizzare la progettazione di antenne, NEC2 (Numerical Electromagnetics Code) è uno strumento fondamentale. Consente di simulare il comportamento delle antenne e affinare i parametri per migliorare la performance.
- Definire la geometria: inserire le dimensioni e la disposizione dei conduttori.
- Specificare i parametri di alimentazione: posizione del feedpoint e impedenza.
- Impostare il suolo e le condizioni ambientali: altezza di installazione, terreno riflettente.
- Simulare il diagramma di radiazione: visualizzare il guadagno e il pattern di emissione.
- Ottimizzare la struttura: modificare le dimensioni e la posizione degli elementi per massimizzare l’efficienza.
Per chi volesse approfondire, software open-source come 4NEC2, NEC2++ o Eznec permettono di effettuare simulazioni dettagliate e testare diverse configurazioni prima della realizzazione fisica.