Зовнішні антени мобільних телефонів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Мобільний зв'язок

 Коментарі до статті

У кожному мобільному телефоні є внутрішня малогабаритна антена Іноді вона виступає з корпусу "мобільника" невеликим штиром або "наростом". У більшості випадків штатна антена забезпечує стійкий зв'язок. Але бувають ситуації, коли з телефону потрібно "вичавити" все, що можливо. Адже у зоні обслуговування майже кожної базової станції є ділянки з негарантованим покриттям, тобто. "мертві зони", де для втрати або відновлення зв'язку достатньо зробити 2-3 кроки убік. Щоб забезпечити якісний зв'язок у таких місцях, внутрішній антені не завадить допомога: додаткова змінна антена.

Можна виділити кілька випадків, коли доцільно застосування додаткових зовнішніх антен:

Додаткова антена особливо необхідна телефону в автомобілі, оскільки металевий кузов є екраном, що перешкоджає проходженню радіосигналу. Приймаючи недостатньо сильний сигнал, апарат отримує від базової станції команду підвищити вихідну потужність, отже, збільшується рівень випромінювання та підвищується витрата електроенергії. Крім того, всередині автомобіля випромінювання від власної антени телефону багаторазово відбивається, внаслідок чого всі пасажири виявляються сидять як би всередині замкнутого контуру з внутрішнім випромінюванням, як продукти в мікрохвильовій печі. Ще один момент, що вимагає уваги: ​​радіосигнал, що випромінюється телефоном, може впливати на роботу деяких електронних пристроїв автомобіля.

Зовнішня автомобільна антена не тільки допомагає уникнути перелічених вище неприємностей, але і покращує якість зв'язку. Досягається це в основному завдяки виведенню сигналу за межі автомобіля та більш ефективному перерозподілу діаграми спрямованості антени. Як правильно розмістити автомобільну антену?

Існує правило, що вертикальна (штирова) антена повинна розташовуватися над якомога більшою металевою поверхнею. З цієї точки зору середина даху автомобіля – найкраще місце встановлення вертикальної антени. Крім даху, для встановлення такої антени також підходять задні або передні крила. А ось металевий бампер – далеко не ідеальне місце.

Серед великої різноманітності конструкцій заслуговують на увагу так звані "врізні штирьові антени". Їхня основна перевага - безпосередній контакт з корпусом ("масою") автомобіля, що позитивно позначається на робочих характеристиках і, в результаті, на якість зв'язку. Для встановлення врізної антени треба просвердлити дах авто, добре заізолювати від попадання вологи місце встановлення антени та акуратно закріпити з'єднувальний кабель, щоб він не стукав усередині по обшивці.

Антени на магнітному підставі (рис.1) з допомогою технологічності і простоти установки дуже популярні серед автолюбителів. Ще б пак, при необхідності таку антену легко прибрати в салон, а магніт не дасть їй звалитися навіть на високих швидкостях. Але за зручність треба чимось платити, і розплата – дещо гірші робочі характеристики.

При виборі "магнітної" антени треба враховувати, що зміна довжини кабелю та встановлення її без гумової прокладки між магнітом та кузовом негативно позначаються на робочих характеристиках антени.

Існують "двономпонентні" антени, що складаються з двох частин. Базова частина з кабелем, що веде до телефону, кріпиться на скло всередині салону, а інша частина – зовні, навпроти неї. Між ними забезпечується ємнісний зв'язок. На жаль, це не найефективніший спосіб передачі сигналу, адже проходячи через скло, він слабшає. Крім того, небажана установка такої антени поблизу різних металевих покриттів, наприклад тонування або смужок обігрівача на склі.

На ринку також присутні антени, що клеяться. Вони виконані у вигляді стрічки або невеликої коробочки (рис.2) і наклеюються на внутрішній бік скла.

Кабель часто входить у комплект поставки антени, оскільки його підключення до антени виконується нероз'ємним. Вихідна довжина кабелю зазвичай становить 3 м. Якщо при монтажі антени обрізають його, доводиться встановлювати роз'єм на кінці. Цю операцію потрібно робити дуже ретельно. Неправильно встановлений роз'єм чи поганий контакт у ньому здатні порушити роботу всієї системи.

Багато моделей стільникових телефонів мають роз'єм для підключення зовнішньої антени. Тоді кабель підключається до нього. При увімкненні роз'єму в телефон його антеня автоматично перемикається на зовнішню антену. У разі складнощів з "діставленням" потрібних роз'ємів можна скористатися наявними у продажу антенними перехідниками. Вони являють собою короткий шматок кабелю, з одного боку якого - високочастотний телефонний роз'єм, а з іншого - стандартний кабельний високочастотний роз'єм (рис.3). Зазвичай згасання в антеному перехіднику не перевищує 1 дБ.

Деякі моделі телефонів не мають спеціального гнізда для змінної антени. Їх можна підключати через пристрій гучного зв'язку. Кабель від антени приєднується до пристрою фомкою зв'язку, а телефон вставляється у гніздо пристрою. В принципі, можна від'єднати штатну антену телефону та підключити кабель зовнішньої антени замість неї. але це. звичайно, незручно.

Під час здійснення зв'язку зі стаціонарних об'єктів (квартир, офісів, дач) у разі невпевненого прийому доцільно використовувати зовнішні спрямовані антени. Звичайно, при цьому телефон стає менш "мобільним", оскільки підключений до антенного кабелю, але якість зв'язку в багатьох випадках стає дуже гарною. Основними різновидами спрямованих антен є антени "хвильовий канал" та логоперіодичні. Найбільш популярні перші. Вони мають велике посилення і прості у виготовленні. Логоперіодичні антени більш складні та дорогі, проте мають більшу смугу частот і не потребують додаткового налаштування.

Антена "хвильовий канал" (рис.4) подібна до однойменної телевізійної антени. Вона складається з ряду елементів, розташованих в одній площині: напівхвильового (лінійного або петлевого) активного вібратора, до якого підключений кабель зниження рефлектора і директорів (пасивних вібраторів). Довжина рефлектора та його відстань до активного вібратора підібрані в такий спосіб, що рефлектор послаблює випромінювання активного вібратора у напрямі і підсилює їх у прямому, тобто. рефлектор є своєрідним відбивачем, що забезпечує формування односпрямованої характеристики випромінювання (прийому). Нерідко як рефлектор використовується система вібраторів або сітка. Посилення випромінювання у прямому напрямку сприяють директори, які збуджуються, як і рефлектор, під впливом випромінювання активного вібратора.

До переваг антени "хвильовий канал можна віднести порівняно високе посилення при простоті конструкції, до недоліків - складність налаштування при числі директорів більше трьох. Антени, навіть зібрані по одному кресленню, виявляються налаштованими по-різному. Реальне посилення такої антени виходить, як правило, нижче зазначеного (у середньому на 3...4 дБ) Крім того, вузька смуга пропускання веде до різкого зниження посилення в тих системах зв'язку, де використовують дуплексні частоти з великим рознесенням, наприклад, стандарт DAMPS використовує частоти 824...840 МГц і 869.. 894 МГц, тому використання антени "хвильовий канал", налаштованої на середину цього діапазону, призводить до помітного погіршення роботи антени на краях діапазону (тобто на робочих частотах) Те ж саме стосується популярних стандартів GSM-900, GSM- 1800. Програму для розрахунку антени "хвильовий канал" можна знайти на сайті 3ton.com/gsm.

Логоперіодичні антени - один із типів антен з незмінною формою діаграми спрямованості та постійним посиленням у широкому діапазоні частот. Логоперіодична антена утворена збиральною лінією у вигляді двох труб, розташованих паралельно, до яких по черзі (через один) кріпляться вібратори. У такої антени у всьому діапазоні частот забезпечується гарне узгодження з фідером. Робоча смуга частот знизу залежить від розмірів найбільш довгих вібраторів, а зверху - від розмірів найбільш коротких. Посилення антени визначається кількістю вібраторів, кожен із яких є активним. Отже, задавши смугу частот (розміри максимального та мінімального вібраторів), можна отримати досить високий коефіцієнт підсилення у всьому діапазоні за рахунок збільшення кількості вібраторів. Логоперіодичні антени добре працюють у широкосмугових системах зв'язку, але мають складнішу конструкцію в порівнянні з антенами "хвильовий канал".

Стаціонарна антена встановлюється на кронштейні або щоглі та прямує у бік базової станції, сигнал якої приймається стійко. "База" зовсім не обов'язково має бути найближчою, тому що все залежить від розташування антени та рельєфу місцевості. Можливий варіант, коли база з найсильнішим рівнем сигналу "не захоче" працювати з телефоном, оскільки знаходиться на відстані, яка більша від теоретичної межі дальності для стандартного режиму роботи (35 км в GSM-900).

Орієнтацію антени необхідно виконувати акуратно, повільно обертаючи антену "по горизонту" та спостерігаючи за індикатором рівня сигналу на дисплеї мобільного телефону або за допомогою функції інженерного меню Netmonitor (для апаратів Nokia). У більшості інших телефонів можна ввести спеціальний код і відкрити службове меню, яке дозволяє побачити рівень 6...8 частот, що приймаються телефоном у порядку зменшення, номери каналів, відстань до базової станції, відсоток помилок у каналі та ін. Опис багатьох сервісних меню є на сайті 3ton.com/gsm.

Якщо Netmonitor є, краще орієнтуватися за рівнем сигналу в децибелах (сигнал сильніший, коли значення рівня в децибелах менше) Якщо він відсутній, налаштування ведеться за стандартною шкалою сигналу. Так як зміна напруженості поля відображається на дисплеї не відразу, а через 5... 10 с, змінювати положення антени потрібно з огляду на цей час, щоб не проскочити напрямок на найсильніший сигнал. У меню мобільного телефону необхідно увімкнути Безперервний пошук мережі.

Наприклад, діапазон GSM-900 містить 124 канали з кроком 0,2 МГц і рознесенням між частотами прийому та передачі 45 МГц. Для мобільного телефону частоти прийому починаються з 890 МГц та передачі – з 935 МГц. Середня частота середини діапазону дорівнює 922.5 МГц (чверть довжини хвилі 81.3 мм). Для збільшення ефективності зовнішньої антени рекомендується при її виготовленні та налаштуванні в якості робочої частоти брати не середню між частотами прийому (Rx) та передачі (Тх), а частоту передачі (Тх), тому що максимальна потужність передавача мобільного телефону, природно, менша, ніж біля базової станції, і за найгірших умов телефон просто не буде почутий.

Від довжини та якості з'єднувального кабелю залежить коефіцієнт посилення всієї антеної системи, підключеної до мобільного телефону. Паспортні дані зовнішніх антен не враховують довжину кабелю (це стосується і автомобільних антен із круговою діаграмою спрямованості). Якщо без зовнішньої антени вдається хоч інколи провести розмову, можна обійтися спрямованої антеною з посиленням 9..11 дБ при довжині кабелю до 10 м. Якщо ж установка антени у зручному місці вимагає 15...20 м кабелю, потрібно чи взяти його з покращеною якістю, або використовувати антену з посиленням 13...16дБ, що зазвичай дешевше.

Вітчизняні телевізійні коаксіальні кабелі можна використовувати лише обмежено (загасання - більше 30 дБ на 100 м - занадто велике). З доступних імпортних зразків підійде RG6 - коаксіальний кабель з подвійним обплетенням (загасання становить 20...24 дБ на 100 м). Промислові штирьові автомобільні антени зазвичай комплектуються кабелем RG59 (загасання – 28 дБ на 100 м). Антени "хвильовий канал" з коефіцієнтом посилення 12 дБ та 10-метровим кабелем RG6U дають загальне посилення близько 10 дБ, а при 20-метровому кабелі - 7 дБ.

Коли якість зв'язку перебуває на "критичному" рівні, навіть проста штирова антена, але піднята вище, може виправити ситуацію. Депо у цьому. що при розмові по мобільному телефону близько 10...20% енергії поглинається тілом абонента, тому при підйомі антени вгору зменшується вплив на неї навколишніх предметів.

Ну а найпростішу дипольну антену можна виготовити буквально за 15 хв. Беремо білий телевізійний кабель RG6U, зрізаємо з одного кінця верхню ізоляцію та "розробляємо" його. Отримуємо центральний провідник і обплетення кабелю До центрального провідника припаюємо мідний провід діаметром 1 мм і довжиною 2.5 мм (для діапазону 82 МГц). До обплетення припаюємо другий шматок дроту такої ж довжини (рис.900).

Інший кінець кабелю підключаємо до телефону (через роз'єм чи перехідник). Розташовуємо *роги" вертикально (один вгору, інший вниз) і отримуємо щось схоже на букву "Т", покладену набік (у GSM використовується вертикальна поляризація, тому потрібне саме таке розташування диполя). інакше телефон може згоріти.

Джерела інформації

1. radloradar.nel
2. teleland.ru
3. mobil.ru

Автор: А.Кашкаров, г.С.-Петербург

Дивіться інші статті розділу Мобільний зв'язок.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Управління об'єктами за допомогою повітряних потоків 04.05.2024

Розвиток робототехніки продовжує відкривати перед нами нові перспективи у сфері автоматизації та управління різними об'єктами. Нещодавно фінські вчені представили інноваційний підхід до управління роботами-гуманоїдами із використанням повітряних потоків. Цей метод обіцяє революціонізувати способи маніпулювання предметами та відкрити нові горизонти у сфері робототехніки. Ідея управління об'єктами за допомогою повітряних потоків не є новою, проте донедавна реалізація подібних концепцій залишалася складним завданням. Фінські дослідники розробили інноваційний метод, який дозволяє роботам маніпулювати предметами, використовуючи спеціальні повітряні струмені як "повітряні пальці". Алгоритм управління повітряними потоками, розроблений командою фахівців, ґрунтується на ретельному вивченні руху об'єктів у потоці повітря. Система керування струменем повітря, що здійснюється за допомогою спеціальних моторів, дозволяє спрямовувати об'єкти, не вдаючись до фізичного. ...>>

Породисті собаки хворіють не частіше, ніж безпородні 03.05.2024

Турбота про здоров'я наших вихованців – це важливий аспект життя кожного власника собаки. Однак існує поширене припущення про те, що породисті собаки більш схильні до захворювань у порівнянні зі змішаними. Нові дослідження, проведені вченими з Техаської школи ветеринарної медицини та біомедичних наук, дають новий погляд на це питання. Дослідження, проведене в рамках Dog Aging Project (DAP), що охопило понад 27 000 собак-компаньйонів, виявило, що чистокровні та змішані собаки в цілому однаково часто стикаються з різними захворюваннями. Незважаючи на те, що деякі породи можуть бути більш схильні до певних захворювань, загальна частота діагнозів у обох груп практично не відрізняється. Головний ветеринарний лікар Dog Aging Project, доктор Кейт Криві, зазначає, що існує кілька добре відомих захворювань, що частіше зустрічаються у певних порід собак, що підтримує думку про те, що чистокровні собаки більш схильні до хвороб. ...>>

Випадкова новина з Архіву Щогли на зміну опорам ЛЕП 03.05.2011 Звичні нам ажурні опори ліній електропередач можуть зникнути, принаймні, з території Нідерландів. На одній із високовольтних ЛЕП їх уже замінили сталевими пілонами заввишки до 65 метрів, що нагадують корабельні щогли. Діаметр пілону біля основи 2,4 метра, у верхній частині - півметра. Немає звичних "рук", розкинутих в сторони, дроти розміщені у вертикальній площині, тому зона впливу їхнього електромагнітного поля звужена (вважається, що це поле під ЛЕП може погано впливати на живі організми), і поля від різних дротів частково взаємно знищуються.

Інші цікаві новини:

▪ Ключем до пошуку позаземного життя є цвіль

▪ Робот для казино

▪ Хвилі цунамі здіймаються до неба

▪ Мікросхеми у горах

▪ Рак можна запобігти

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоуправління. Добірка статей

▪ стаття Лапу смоктати. Крилатий вислів

▪ стаття Звідки сталося слово куролисти? Детальна відповідь

▪ стаття Керівник мистецького парку культури та відпочинку. Посадова інструкція

▪ стаття Велосипедна електростанція. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мікротелевізор Волошка. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024