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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 휴대폰용 외부 안테나. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
모든 휴대폰에는 내부에 작은 크기의 안테나가 내장되어 있으며 때로는 작은 핀 또는 "성장" 형태로 "휴대폰" 본체에서 튀어나오는 경우도 있습니다. 대부분의 경우 표준 안테나는 안정적인 통신을 제공합니다. 하지만 휴대폰에서 가능한 모든 것을 짜내야 하는 상황이 있습니다. 결국 거의 모든 기지국의 서비스 지역에도 커버리지가 보장되지 않는 지역이 있습니다. 통신이 끊기거나 복원되는 "데드 존"은 옆으로 2-3 단계만 거치면 충분합니다. 이러한 장소에서 고품질 통신을 보장하려면 내부 안테나에 추가 교체 안테나를 사용할 수 있습니다. 추가 외부 안테나를 사용하는 것이 권장되는 몇 가지 경우가 있습니다. 유형="디스크">금속 본체는 무선 신호의 통과를 방지하는 스크린이기 때문에 특히 자동차의 전화기에는 추가 안테나가 필요합니다. 신호가 충분히 강하지 않으면 장치는 기지국으로부터 출력 전력을 높이라는 명령을 수신하므로 방사선 수준이 증가하고 에너지 소비가 증가합니다. 또한 차량 내부에서는 휴대폰 자체 안테나의 방사선이 여러 번 반사되어 모든 승객이 전자레인지의 음식처럼 내부 방사선이 있는 폐쇄 회로 안에 앉아 있게 됩니다. 주의해야 할 또 다른 점은 휴대폰에서 방출되는 무선 신호가 차량의 일부 전자 장치의 작동을 방해할 수 있다는 것입니다. 자동차 외부 안테나는 위의 문제를 방지하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 통신 품질도 향상시킵니다. 이는 주로 차량 외부로 신호를 확장하고 안테나 방사 패턴을 보다 효율적으로 재분배함으로써 달성됩니다. 자동차 안테나를 올바르게 배치하는 방법은 무엇입니까? 규칙은 수직(휩) 안테나가 가능한 많은 금속 표면 위에 위치해야 한다는 것입니다. 이러한 관점에서 수직 안테나를 설치하기에 가장 좋은 위치는 자동차 루프 중앙이다. 지붕 외에도 후면 또는 전면 펜더도 이러한 안테나를 설치하는 데 적합합니다. 그러나 금속 범퍼는 이상적인 장소와는 거리가 멀습니다. 다양한 디자인 중에서 소위 "내장형 휩 안테나"가 주목할 만합니다. 주요 장점은 자동차 차체("지면")와의 직접적인 접촉으로, 이는 성능 특성과 궁극적으로 통신 품질에 긍정적인 영향을 미칩니다. 장붓구멍 안테나를 설치하려면 차량 지붕에 구멍을 뚫고 안테나 설치 위치를 습기로부터 잘 차단하고 연결 케이블이 피부 안쪽에 닿지 않도록 조심스럽게 고정해야 합니다. 제조 가능성과 설치 용이성으로 인해 자기 베이스의 안테나(그림 1)는 자동차 애호가들 사이에서 매우 인기가 있습니다. 물론 필요한 경우 이러한 안테나는 기내로 쉽게 제거할 수 있으며 자석은 고속에서도 안테나가 떨어지는 것을 허용하지 않습니다. 하지만 편의를 위해 뭔가 비용을 지불해야 하고, 가격은 약간 성능이 떨어집니다.
"자기" 안테나를 선택할 때 케이블 길이를 변경하고 자석과 본체 사이에 고무 개스킷 없이 케이블을 설치하면 안테나의 성능 특성에 부정적인 영향을 미친다는 점을 고려해야 합니다. 두 부분으로 구성된 "이중 구성 요소" 안테나가 있습니다. 전화기로 연결되는 케이블이 있는 베이스 부분은 객실 내부 유리에 장착되고, 다른 부분은 그 반대편 외부에 장착됩니다. 이들 사이에는 용량성 결합이 제공됩니다. 안타깝게도 이는 유리를 통과할 때 약해지기 때문에 신호를 전송하는 가장 효율적인 방법은 아닙니다. 또한 유리의 착색 또는 히터 스트립과 같은 다양한 금속 코팅 근처에 이러한 안테나를 설치하는 것은 바람직하지 않습니다. 시중에는 접착식 안테나도 있습니다. 테이프 또는 작은 상자 형태로 만들어지며 (그림 2) 유리 내부에 접착됩니다.
안테나에 대한 연결은 영구적이므로 케이블은 안테나와 함께 포함되는 경우가 많습니다. 케이블의 원래 길이는 보통 3m이며, 안테나 설치 시 케이블이 끊어지면 끝에 커넥터를 설치해야 합니다. 이 작업은 매우 신중하게 수행되어야 합니다. 커넥터가 잘못 설치되었거나 접촉 불량으로 인해 전체 시스템의 작동이 중단될 수 있습니다. 많은 휴대폰 모델에는 외부 안테나를 연결하기 위한 커넥터가 있습니다. 그런 다음 케이블이 연결됩니다. 커넥터가 전화기에 연결되면 안테나 경로가 자동으로 외부 안테나로 전환됩니다. 필요한 커넥터를 "구하는" 데 어려움이 있는 경우 시중에서 판매되는 안테나 어댑터를 사용할 수 있습니다. 이 케이블은 짧은 케이블 조각으로 한쪽에는 전화 고주파 커넥터가 있고 다른 한쪽에는 표준 케이블 고주파 커넥터가 있습니다(그림 3). 일반적으로 안테나 어댑터의 감쇠는 1dB를 초과하지 않습니다.
일부 휴대폰 모델에는 교체용 안테나를 위한 특수 소켓이 없습니다. 스피커폰을 통해 연결할 수 있습니다. 안테나의 케이블이 통신 장치에 연결되고 전화기가 이 장치의 소켓에 삽입됩니다. 원칙적으로 휴대폰의 표준 안테나를 분리하고 대신 외부 안테나 케이블을 연결할 수 있습니다. 하지만 이것은. 물론 불편합니다. 고정된 물체(아파트, 사무실, 별장)에서 통신할 때 수신이 확실하지 않은 경우 외부 지향성 안테나를 사용하는 것이 좋습니다. 물론 이 경우 전화기는 안테나 케이블에 연결되어 있기 때문에 "이동성"이 떨어지지만 대부분의 경우 통신 품질이 매우 좋아집니다. 지향성 안테나의 주요 유형은 파동 채널 및 로그 주기 안테나입니다. 첫 번째 것이 가장 인기가 있습니다. 이득이 크고 제조가 쉽습니다. 로그 주기 안테나는 더 복잡하고 비싸지만 주파수 대역이 더 크고 추가 튜닝이 필요하지 않습니다. "파동 채널" 안테나(그림 4)는 같은 이름의 텔레비전 안테나와 유사합니다. 이는 동일한 평면에 위치한 여러 요소, 즉 감소 케이블이 연결된 반파장(선형 또는 루프) 능동 진동기, 반사경 및 디렉터(수동 진동기)로 구성됩니다. 반사경의 길이와 능동 진동기까지의 거리는 반사경이 능동 진동기의 방사를 반대 방향으로 약화시키고 전방 방향으로 증가시키는 방식으로 선택됩니다. 반사경은 단방향 방사선(수신) 특성의 형성을 보장하는 일종의 반사경입니다. 진동기 시스템이나 그리드가 반사판으로 사용되는 경우가 많습니다. 순방향으로의 방사선 증폭은 능동 진동기로부터의 방사선의 영향으로 반사경과 같이 자극되는 디렉터에 의해 촉진됩니다.
웨이브 채널 안테나의 장점은 단순한 설계로 상대적으로 높은 이득을 얻을 수 있다는 점, 단점은 디렉터 수가 3개 이상일 경우 튜닝이 어렵다는 점, 같은 도면으로 조립한 안테나라도 서로 다르게 튜닝되는 것으로 나타난다. 이러한 안테나의 실제 이득은 일반적으로 더 낮게 표시됩니다(평균 4~824dB). 또한 좁은 대역폭은 큰 간격으로 이중 주파수를 사용하는 통신 시스템에서 이득의 급격한 감소로 이어집니다. 예를 들어, DAMPS 표준은 840...869MHz 및 894..900MHz의 주파수를 사용하므로 이 범위의 중간에 맞춰진 "파동 채널" 안테나를 사용하면 안테나 성능이 눈에 띄게 저하됩니다. 범위의 가장자리(즉, 작동 주파수). 널리 사용되는 표준 GSM-1800, GSM-3에도 동일하게 적용됩니다. 파동 채널 안테나 계산 프로그램은 웹사이트 XNUMXton.com/gsm에서 찾을 수 있습니다. 대수 주기 안테나는 넓은 주파수 범위에 걸쳐 일정한 방사 패턴과 일정한 이득을 갖는 안테나 유형 중 하나입니다. 로그 주기 안테나는 평행하게 위치한 두 개의 파이프 형태의 수집 라인으로 구성되며, 여기에 진동기가 교대로 부착됩니다. 이러한 안테나는 전체 주파수 범위에 걸쳐 피더와의 우수한 조정을 제공합니다. 작동 주파수 대역 "아래에서"는 가장 긴 진동기의 크기에 따라 달라지며 "위에서"는 가장 짧은 진동기의 크기에 따라 달라집니다. 안테나 이득은 각각 활성화된 진동기의 수에 따라 결정됩니다. 결과적으로 주파수 대역(최대 및 최소 진동기의 크기)을 설정하면 진동기 수를 늘려 전체 범위에 걸쳐 상당히 높은 게인을 얻을 수 있습니다. 로그 주기 안테나는 광대역 통신 시스템에서 잘 작동하지만 채널파 안테나에 비해 설계가 더 복잡합니다. 고정 안테나는 브래킷이나 마스트에 설치되어 신호가 안정적으로 수신되는 기지국을 향합니다. 모든 것이 안테나의 위치와 지형에 따라 다르기 때문에 "베이스"가 반드시 가장 가까운 베이스일 필요는 없습니다. 가장 강한 신호 레벨을 가진 베이스는 표준 작동 모드의 이론적 범위 제한(GSM-35에서 900km)보다 더 큰 거리에 있기 때문에 전화기와 함께 작동하는 것을 "원하지 않을" 수 있습니다. . 안테나 방향은 조심스럽게 안테나를 "수평으로" 회전시키고 휴대폰 디스플레이의 신호 강도 표시기를 관찰하거나 Netmonitor 엔지니어링 메뉴 기능(Nokia 장치의 경우)을 사용하여 수행해야 합니다. 대부분의 다른 전화기에서는 특수 코드를 입력하고 서비스 메뉴를 열 수 있으며, 이를 통해 전화기에서 수신되는 6~8 주파수 레벨을 내림차순, 채널 번호, 기지국까지의 거리, 백분율을 볼 수 있습니다. 채널 오류 등 다양한 서비스 메뉴에 대한 설명은 3ton.com/gsm에서 확인할 수 있습니다. Netmonitor를 사용할 수 있는 경우 데시벨 단위의 신호 레벨을 기준으로 탐색하는 것이 좋습니다.(데시벨 단위의 레벨 값이 낮을수록 신호가 더 강해집니다.) Netmonitor가 없는 경우 표준 신호 스케일을 사용하여 설정이 수행됩니다. 전계 강도의 변화는 디스플레이에 즉시 표시되지 않고 5~10초 후에 표시되므로 가장 강한 신호의 방향을 오버슛하지 않도록 이 시간을 고려하여 안테나 위치를 변경해야 합니다. 휴대폰 메뉴에서 연속 네트워크 검색을 활성화해야 합니다. 예를 들어, GSM-900 범위에는 124MHz 간격과 0,2MHz의 수신 주파수와 송신 주파수 사이의 간격을 갖는 45개의 채널이 포함되어 있습니다. 휴대폰의 경우 수신 주파수는 890MHz에서 시작하고 송신 주파수는 935MHz에서 시작합니다. 중역의 평균 주파수는 922.5MHz(81.3/XNUMX 파장은 XNUMXmm)입니다. 외장형 안테나의 효율을 높이기 위해서는 제작 및 구성 시 수신(Rx) 주파수와 송신(Tx) 주파수의 평균이 아닌 송신 주파수(Tx)를 동작 주파수로 취하는 것이 좋습니다. 휴대폰의 최대 송신기 전력은 기본적으로 기지국보다 낮으며 최악의 조건에서는 휴대폰의 소리가 전혀 들리지 않습니다. 휴대폰에 연결되는 전체 안테나 시스템의 이득은 연결 케이블의 길이와 품질에 따라 달라집니다. 외부 안테나 사양에서는 케이블 길이를 고려하지 않습니다(이는 원형 방사 패턴이 있는 자동차 안테나에도 적용됩니다). 외부 안테나 없이 가끔 대화를 할 수 있다면 이득이 9..11dB이고 케이블 길이가 최대 10m인 지향성 안테나를 사용하면 됩니다. 15~20m의 케이블이 필요한 경우 향상된 품질로 케이블을 사용하거나 일반적으로 더 저렴한 13~16dB 이득의 안테나를 사용해야 합니다. 가정용 TV 동축 케이블은 제한된 범위에서만 사용할 수 있습니다(감쇠(30m당 100dB 이상)가 너무 높습니다). 사용 가능한 수입 샘플 중에서 이중 편조 동축 케이블인 RG6이 적합합니다(감쇠는 20m당 24..100dB). 산업용 휩 자동차 안테나에는 일반적으로 RG59 케이블(감쇠 - 28m당 100dB)이 장착되어 있습니다. 12dB 이득과 10m RG6U 케이블을 사용하는 웨이브 채널 안테나는 약 10dB의 총 이득을 제공하고 20m 케이블 - 7dB를 제공합니다. 통신 품질이 "중요" 수준인 경우 단순한 휩 안테나라도 더 높이 설치하면 상황을 개선할 수 있습니다. 거기에 창고. 휴대폰으로 통화할 때 약 10~20%의 에너지가 가입자의 신체에 흡수되므로 안테나를 위로 올리면 주변 물체의 영향이 줄어듭니다. 글쎄요, 가장 간단한 쌍극자 안테나는 말 그대로 15분 안에 만들 수 있습니다. 흰색 RG6U TV 케이블을 사용하여 한쪽 끝의 상단 절연체를 잘라낸 다음 "자릅니다". 우리는 중앙 도체와 케이블 브레이드를 얻습니다.중앙 도체에 직경 1..2.5mm, 길이 82mm(900MHz 범위)의 구리선을 납땜합니다. 같은 길이의 두 번째 와이어 조각을 브레이드에 납땜합니다(그림 5).
케이블의 다른 쪽 끝을 커넥터 또는 어댑터를 통해 전화기에 연결합니다. "혼"을 수직으로 배치하면(하나는 위, 다른 하나는 아래) 문자 "T"와 비슷한 것이 옆에 놓이게 됩니다(GSM은 수직 편파를 사용하므로 이것이 쌍극자 배열이 필요합니다). 끈으로 중앙 코어를 단락시키지 않도록 주의하십시오. 그렇지 않으면 전화기가 타버릴 수 있습니다. 정보 출처
저자: A.Kashkarov, 상트페테르부르크
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