GSM 휴대폰용 외부 안테나. 구성표, 설명

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휴대폰에 외부 원격 지향성 안테나를 장착하면 범위를 늘릴 수 있습니다. 이러한 안테나를 직접 만드는 방법은 제안된 기사에 설명되어 있습니다. 안테나는 시골, 외딴 시골집, 심지어 크기가 작더라도 현장에서 성공적으로 사용할 수 있습니다.

휴대 전화의 신규 및 신규 사용자는 자신의 경험을 통해 휴대 전화 통신의 이점을 확신합니다. 언제 어디서나 전화로 원하는 가입자에게 연락할 수 있는 기능은 이러한 유형의 통신이 아마도 가장 인기 있고 매력적일 것입니다.

그러나 모든 기술적 수단과 마찬가지로 셀룰러 전화 통신의 수많은 부인할 수 없는 이점 외에도 몇 가지 단점도 있습니다. 대화의 모든 순간에 대해 지불해야 할 필요성을 상기하십시오. 또한 셀룰러 통신은 가장 가까운 기지국의 안테나에서 상당한 거리에서 "데드"존의 존재 및 통신 품질 저하와 같은 현상이 특징입니다.

많은 휴대 전화 사용자는 장치가 네트워크에 안정적으로 연결될 수 있는 장소를 오랫동안 찾아야 하는 상황에 익숙할 것입니다. 더욱이, 그러한 상황은 네트워크 기지국 안테나(예를 들어, 정원 플롯과 같은 원격 장소에서 전형적임)로부터 멀리 떨어져 있을 뿐만 아니라, 기지국 신호가 건물, 구조적 요소, 등.

이러한 경우 휴대폰에 연결된 외부 안테나가 도움이 될 수 있습니다. 물론 가입자를 이 안테나에 "묶는" 이동성을 제한하지만 이러한 제한은 고품질 통신을 위해 지불하는 데 그렇게 비싼 가격이 아닐 수 있습니다.

휴대폰용 고정형 외부 안테나를 개발할 때 지그재그 안테나 디자인[1, 2]을 선택했는데, 이는 전문 통신에 널리 사용되며 라디오 아마추어 및 TV 시청자에게 인기가 있습니다.

셀룰러 전화 통신에 사용되는 주파수 범위에서 이러한 유형의 안테나는 작은 치수로 우수한 특성을 실현할 수 있게 하고, 제조 및 조정이 매우 간단하며, 생산 시 매개변수의 반복성이 우수합니다.

지그재그 안테나는 길이가 L인 XNUMX개의 폐쇄 전도체로 구성되어 XNUMX개의 다이아몬드 모양 셀을 형성합니다(그림 참조). 안테나의 설계는 지점 a와 b에서 여기된 전도체가 XNUMX개의 진동기로 구성된 일종의 동위상 안테나 배열을 형성하도록 설계되었습니다. 전류의 안티 노드 (최대)는 급전 지점과 문자 P로 표시된 모서리에 있습니다. 안테나는 그림에 표시된 경우 수직으로 선형 편파를 갖습니다.

안테나 패턴은 오버랩 fmax/fmin = 2...2,5의 주파수 범위에서 유지됩니다. 안테나의 지향성 특성은 도체의 위치 평면에 대해 대칭입니다.

지그재그 안테나의 지향성을 높이기 위해 안테나 웹을 향해 입사되는 에너지의 일부를 반사하는 반사기가 사용됩니다. 안테나 웹의 평면에서 반사기에 의해 반사된 필드의 위상은 웹 자체에서 방출된 필드의 위상에 가까워야 하며, 방출 및 반사된 신호의 동위상 필드를 추가하면 방향 계수가 증가합니다. 안테나의 (DRC). 반사 필드의 위상은 스크린의 모양과 크기에 따라 다르지만 주로 스크린과 안테나 웹 사이의 거리에 따라 달라집니다.

GSM 셀룰러 통신 표준은 GSM-890의 경우 960...900MHz 및 GSM-1710의 경우 1880...1800MHz의 주파수 범위에서 통신 시스템의 작동을 제공합니다[3, p. 102] 및 주파수 935 ... 960 MHz 및 1805 ... 1880 MHz에서 직접 채널이 구성되고 주파수 890 ... 915 MHz 및 1710 ... 1785 MHz에서 역방향 채널이 구성됩니다. 890~960MHz의 주파수 범위에서 안테나는 반파장 다이폴에 비해 0,77보다 나쁘지 않은 진행파 계수(TWF)와 7dB보다 나쁘지 않은 효율 계수를 가집니다. 주파수 범위 1710 ~ 1880MHz에서 안테나의 KBV는 0,5보다 나쁘지 않으며 지향성 계수는 6dB보다 나쁘지 않습니다.

안테나의 디자인은 그림에서 명확합니다.

GSM 휴대폰용 외부 안테나

주요 설계 매개변수 L은 안테나의 작동 주파수를 결정합니다. 지그재그 안테나의 경우 지향성 계수는 L/λ 비율에 따라 달라지며 지향성 이득은 L/λ - 0,4에서 최대입니다. 최대 KBV - 0,8은 L / λ - 0,3에서 달성되며 비율 L / λ = 0,25 ... 0,5에서 KBV는 최소 0,5입니다. 따라서 안테나 작동 범위의 평균 주파수에 대해 L = 80mm 값이 선택되고 L / λ는 0,37입니다. L 외에도 안테나 진동기의 폭 d와 안테나 웹에서 반사판까지의 거리가 KBV 값에 영향을 미칩니다. 일반적으로 d = 0,033λmax를 선택하는 것이 좋습니다. 여기서 λmax는 안테나 작동 범위의 최대 파장입니다. 우리의 경우 d = 10mm입니다. 안테나의 지향성을 높이는 관점에서는 반사체까지의 거리를 줄이고 정합의 관점에서는 늘리는 것이 바람직하다. 이 설계에서는 안테나의 위 특성을 제공하는 45mm입니다.

안테나 시트 1과 반사경 2는 두께가 1 ~ 1 mm인 SF-1.5 브랜드의 단면 호일 유리 섬유로 만들어집니다. 안테나 시트는 안테나 윤곽을 따라 외부에서 호일 유리 섬유로 절단된 두 개의 대칭 사각형 셀로 구성됩니다. 지그재그 안테나의 내부 윤곽은 호일 측면에서 커터로 긁힌 다음 안테나 윤곽 내부에서 호일이 제거됩니다. 호일 제거 과정을 용이하게 하기 위해 강력한 납땜 인두로 예열할 수 있습니다. 원하는 경우 안테나 회로 내부의 대부분의 유전체를 제거할 수 있습니다.

안테나 시트의 셀 상단에 가까운 지점에서 M4 또는 M2 나사용 구멍을 뚫습니다. 동일한 구멍이 반사경 1(스크린)에 뚫려 있습니다. 한편으로는 안테나 시트 2과 다른 한편으로는 반사경 3가 2,4개의 나사로 기둥에 나사로 고정되어 있습니다. 랙은 모든 유전체 재료(플루오로플라스트, 게티낙스, 플렉시글라스 등)로 만들어지며 금속 랙도 설치할 수 있습니다. 그 안에는 M3,2 또는 M10 나사산이 있는 나사를 위해 직경 4 또는 50mm의 구멍이 약 XNUMXmm 깊이로 뚫려 있습니다. 안테나는 특성 임피던스가 XNUMX옴인 동축 케이블로 전원을 공급받습니다. 차폐 편조에서 벗어난 케이블의 중심 도체는 지점 b에 납땜되고 브레이드(스크린)는 지점 a에 납땜됩니다.

케이블은 안테나 셀의 측면 중 하나를 형성하는 진동자를 따라 배치되고 안테나 시트 P의 영전위 지점을 통해 인출됩니다. 케이블을 고정하기 위해 안테나 진동기에 주석 도금 와이어를 납땜할 수 있습니다. 그런 다음 케이블을 스탠드에 고정하고 안테나 스크린의 구멍을 통해 빼냅니다. FME 740 커넥터는 외부 휴대폰 안테나 커넥터 아래 어댑터(안테나 어댑터, 휴대폰 매장에서 구입할 수 있음)가 조여지는 피더 끝에 납땜됩니다.

KBV 값은 사용되는 동축 케이블 유형에 따라 크게 달라집니다. 일반적으로 케이블이 얇을수록 감쇠가 커져 안테나 성능이 저하됩니다. 동시에 얇은 케이블은 전화기에 연결하면 가입자의 움직임을 덜 방해하므로 이러한 케이블을 안테나 어댑터에 연결하는 것이 더 편리합니다. 일반적으로 안테나가 허용 가능한 신호 품질을 제공하는 지점에서 전화 위치까지의 거리가 2 ~ 4m 이하인 경우(예: 안테나가 실내 창가에 있음) 폴리에틸렌 유전체(예: RK 50-1,5-11)가 포함된 더 얇은 케이블을 사용할 수 있습니다.

그러나 허용 가능한 신호를 보장하기 위해 안테나를 더 먼 거리로 이동해야 하는 경우 피더에 대한 요구 사항이 강화됩니다. 이 케이스의 좋은 특성에는 케이블 PK 50-2-21, PK 50-2-2가 있습니다. 설명 된 설계에서 2,5m 길이의 피더로 고주파 동축 케이블 RK 50-2-21이 주파수 900에서 0,6dB / m 이하의 2MHz 주파수에서 감쇠 계수와 함께 사용되었습니다. GHz - 0,8dB / m.

안테나를 실외에서 사용할 계획이라면 구조물의 바람을 줄이기 위해 반사경을 서로 0,05λmin의 거리에 위치한 금속 막대 또는 튜브의 격자 형태로 만들 수 있습니다. 여기서 λmin은 최소값입니다. 작동 주파수 범위의 파장 반사기 요소는 라인 a-b, 즉 편광 평면에 평행하게 배향됩니다. 접지를 위해 안테나는 금속 랙이 있는 스크린으로 안테나 시트의 P-P 지점에 연결되고 스크린 자체는 접지 버스(마스트, 지지대)에 단단히 부착됩니다. 안테나 시트 내부에서 호일에서 분리된 유리 섬유가 제거되고 안테나 시트의 진동기 요소는 유전 손실이 낮은 부식 방지 코팅으로 보호됩니다.

테스트하는 동안 안테나를 사용하면 Motorola M3788 휴대 전화 표시기 눈금의 XNUMX 단계에서 XNUMX 단계로 신호를 증가시켜 고품질 전화 통신을 보장했습니다.

결과 안테나 이득이 충분하지 않은 경우 예를 들어 2개 또는 77개의 지그재그 안테나로 안테나 배열을 구성하거나 "절단된" 혼 반사기를 사용하여 안테나 이득을 높일 수 있습니다[XNUMX, p. XNUMX]. 그러나 이러한 솔루션은 안테나의 제조 및 조정을 상당히 복잡하게 만들기 때문에 작성자가 테스트하지 않았습니다.

다양한 셀룰러 통신 표준의 주파수 및 파장에 대한 데이터가 표에 나와 있습니다. 이를 사용하고 선형 치수를 다시 계산하면 다른 범위에 대해 유사한 안테나를 설계할 수 있습니다.

GSM 휴대폰용 외부 안테나

문학

Kharchenko K. P. VHF 안테나. - M.: DOSAAF, 1969.
DTSV 범위의 Kharchenko K. P. 안테나: Sat: "라디오 아마추어를 돕기 위해", vol. 94, p. 68-79. - M.: DOSAAF, 1986.
Ratyneky M.V., Telegin A.V. 주머니에 전화. 셀룰러 가이드. - M.: 라디오 및 통신, 2000.

저자: V.Vasilevsky, Dzerzhinsky, 모스크바 지역.

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BlueNRG-2N 네트워크 보조 프로세서는 사전 프로그래밍되어 있으며 Bluetooth 통신을 위해 외부 마이크로컨트롤러에 연결할 준비가 되어 있습니다. 스마트 의료용 핸드헬드 기기, PC 주변기기, 원격 제어, 조명, 산업 및 가정 자동화에 적용할 수 있습니다.

네트워크 프로세서를 사용하면 특정 제품의 요구 사항에 따라 마이크로 컨트롤러 선택을 최적화할 수 있습니다. BlueNRG-2N에 도입된 최신 Bluetooth 개선 사항에는 무선(OTA) 펌웨어 업데이트 속도를 최대 2,5배까지 높이고 애플리케이션 계층에서 데이터 속도를 최대 700kbps까지 높이는 데이터 길이 확장(Data Length Extension) 지원이 포함됩니다. 또한 Bluetooth LE Privacy 1.2 지원으로 BlueNRG-2N은 호스트 프로세서 개입 없이 자주 주소를 변경하여 시스템 전력 소비에 미치는 영향을 최소화하면서 원치 않는 스누핑을 방지합니다.

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Ключевые особенности :

인증된 블루투스 5.0;
최대 900nA의 절전 모드 전류 소비;
소비 전류 TX 6,8mA(@ -2dBm, 3,0V);
RX 전류 소비 6,2mA(@ 3,0V);
안테나 커넥터에서 최대 +8dBm의 전력;
최대 96dB의 우수한 통신 채널 예산;
내장 다운 컨버터 + LDO;
다중 마스터와 다중 슬레이브 간의 통신 보장;
두 명의 주인과 여섯 명의 부하 직원의 동시 작업;
최대 XNUMX개의 동시 연결 지원;
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