¿Aumenta el rendimiento de un dispositivo móvil el hecho de tener más antenas? Sí, pero hay que tener en cuenta algunas consideraciones importantes.
Con la tecnología 2G y las primeras versiones de la 3G, los teléfonos y otros dispositivos móviles utilizaban una única antena tanto para transmitir como para recibir. A medida que la tecnología 3G fue madurando, los dispositivos empezaron a incorporar una segunda antena destinada exclusivamente a la recepción. Esta antena de «diversidad» aumentó el rendimiento y la fiabilidad, ya que la recepción ya no dependía de una sola antena.
Aquí es donde entra en juego la primera salvedad. El dispositivo debe estar diseñado de tal forma que la antena de diversidad esté orientada de manera sustancialmente diferente a la posición de la antena principal de transmisión/recepción. En un teléfono móvil, por ejemplo, la antena de diversidad suele estar en la parte superior y la antena principal en la inferior, con una diferencia de orientación de 90 grados. De este modo se consigue tanto la separación espacial como la diversidad espacial.
Esta relación ortogonal ofrece dos ventajas principales:
- Esto garantiza que, cuando la antena principal está transmitiendo, su diagrama de radiación no provoque que su señal interfiera en la recepción de la antena de diversidad.
- Las señales recibidas proceden de diferentes direcciones. Por lo tanto, si una señal es débil, es posible que la otra sea lo suficientemente potente como para garantizar una buena experiencia de usuario, como una llamada que no se corte o una descarga que no se ralentice hasta casi detenerse.
El aislamiento reduce al mínimo las interferencias
Con el 4G LTE, la diversidad de antenas se convirtió en la norma. Los smartphones, las tabletas y los dispositivos del Internet de las cosas (IoT) comenzaron a utilizar arquitecturas de «múltiples entradas, una sola salida» (MISO), en las que ambas antenas pueden transmitir y recibir. Este diseño mejora la velocidad de transmisión de datos y la fiabilidad del enlace. Con el tiempo, los dispositivos LTE comenzaron a migrar a antenas de «múltiples entradas, múltiples salidas» (MIMO), que también son la norma para el 5G.
La tecnología MIMO ha puesto de relieve el concepto de aislamiento, que mide la cantidad de señal que se transmite de una antena a otra. A veces, esto se conoce como «acoplamiento».
El coeficiente de correlación de envolvente (ECC) es la medida del nivel de interferencia entre las antenas MIMO debido a la similitud de sus diagramas de radiación. Se calcula en un entorno de laboratorio utilizando un analizador vectorial de redes (VNA) en una cámara anecoica. (La mayoría de los fabricantes de equipos originales no disponen de este equipo especializado ni de los conocimientos técnicos necesarios, por lo que subcontratan este tipo de pruebas a Taoglas.)
Durante estas pruebas, se miden el aislamiento y la ECC en múltiples frecuencias, cada una de las cuales tiene un límite ideal. Al optimizar estos dos parámetros, el rendimiento del sistema de RF del dispositivo será el más alto posible, ya que las dos antenas no interfieren entre sí y funcionan conjuntamente para maximizar la recepción desde múltiples direcciones.
El aislamiento, el ECC y otros aspectos de la diversidad espacial ponen de relieve la importancia de tener en cuenta las antenas desde las primeras fases del proceso de diseño del dispositivo. Minimizar la interacción entre las antenas mediante la separación espacial y la diversidad espacial maximiza el rendimiento y la fiabilidad, ya que permite que el dispositivo aproveche al máximo la tecnología MIMO. Esperar hasta que se hayan definido definitivamente el factor de forma del dispositivo y el diseño de la placa de circuito impreso conlleva el riesgo de tener que colocar las antenas MIMO en ubicaciones que no sean las más adecuadas.
Esto conduce, casi inevitablemente, a problemas como que el rendimiento no cumpla con los requisitos de los clientes o que no se supere la certificación del operador. Cuando esto ocurre, puede ser necesario rediseñar el dispositivo o desarrollar una antena a medida, lo que puede retrasar tanto el tiempo de lanzamiento al mercado del producto como el tiempo necesario para generar ingresos.
