Журнал "Новости Электроники", номер 20, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 20, 2007 год.Антенны для сложных условий приема √ размеры меньше, коэффициент усиления большеАндрей Козин, ЗАО ╚АКЛ-БЕСТ╩ Уникальная разработка российской компании позволяет не только повысить качество принимаемого сигнала, но и увеличить скорость обмена данными в несколько раз.

Сегодня на рынке оборудования для беспроводных технологий можно найти большое разнообразие антенн, которые позволяют обеспечить надежную и качественную работу абонентского оборудования (мобильный телефон, шлюз, модем, устройство сигнализации и т.п.) в сетях подвижной связи стандарта GSM. Это простые, так называемые «штыревые» антенны с круговой диаграммой направленности и коэффициентом усиления от 0 до 7 дБ, а также направленные антенны типа «Волновой канал» (в иностранной литературе название - «антенна Яги») с коэффициентом усиления до 17 дБ и построенные на их базе антенные решетки.

Однако у всех этих антенн имеется ряд существенных недостатков. В частности неравномерность АЧХ в полосе частот (между каналами «UpLink» и «DownLink») может достигать до 5 дБ. При этом, как правило, усиление в полосе частот канала «UpLink» меньше. А это значит, что у передатчика абонентского оборудования может не хватить мощности для обеспечения нормального сеанса связи. Кроме того, антеннам типа «Волновой канал» для обеспечения нормального функционирования абонентского оборудования требуется условие «прямой видимости» на базовую станцию подвижной связи стандарта GSM, что не всегда возможно выполнить.

В середине 2007 года на рынке появилось антенное оборудование нового типа. Это оборудование по своему внешнему виду, габаритам и техническим параметрам заметно превосходит все известные типы антенн. Таким антенным оборудованием являются антенные комплексы типа «AKL».

Работы по разработке антенного комплекса типа «AKL» были начаты в 2001 году. Поводом для начала разработки явились наблюдения разработчиков комплекса. Например, когда мобильный телефон, который «видел» сигнал от базовой станции, расстояние до которой не превышало 10-20 км «не работал», то есть исходящий вызов с телефона не мог быть произведен, так как мощности излучаемой передатчиком не было достаточно, для того, чтобы базовая станция могла принять его сигнал.

За основу при создании комплекса были взяты наработки, проведенные более 25 лет в «закрытых» лабораториях военно-промышленного комплекса СССР. И в течение полугода была разработана конструкция прототипа - антенны «LN-900». Антенна «LN-900» разрабатывалась для использования там, где подвижная связь стандарта GSM в диапазоне частот 900 МГц работает неустойчиво.

Проведенные первые испытания прототипа антенны «LN-900» показали отличные результаты. Мобильный телефон с опытным образцом антенны «LN-900» обеспечивал качественную и устойчивую связь там, где этот же телефон без антенны «не работал». Разработанная конструкция антенны «LN-900» (см. рис. 1) представляла из себя цилиндр, с двумя отверстиями на торцах, которые предназначались для крепления антенны «LN-900» к внешней антенне мобильного телефона стандарта GSM.

 

Рис. 1. Применение антенны «LN-900»

Для проведения дальнейших испытаний с целью совершенствования конструкции антенны, оказания технической помощи и консультаций разработчики антенны «LN-900» обратились к специалистам в области подвижной связи стандарта GSM. Привлеченные к работе специалисты провели большой объем исследований и испытаний, результаты которых позволили усовершенствовать основные элементы конструкции антенны «LN-900» и определить ее основные технические параметры, в частности коэффициент усиления в полосе частот стандарта GSM не менее 8 дБ. Антенна «LN-900» запатентована как изобретение и имеет патент РФ ╧ 2205477.

В 2004 году было начато производство антенн «LN-900». Дальнейший процесс эволюции подвижной связи стандарта GSM привел к тому, что практически исчезли телефоны с внешними антеннами. И постепенно, место голосового трафика начал занимать трафик передачи данных. Сегодня это более 10 процентов от общего объема и наблюдается тенденция его роста. Эти процессы подтолкнули разработчиков на создание новых конструкций на базе антенны «LN-900».

В течение 2006 года были проведены работы, результатом которых стали конструкции трех антенных комплексов типа «AKL», а также универсального антенного адаптера. Само название «антенный комплекс» взято, потому что конструкция объединяет несколько самостоятельных устройств. Это антенна «LN-900» - основа комплекса, специальный излучатель с устройством согласования и разъемом для подключения ВЧ-кабеля и отражатель, только у AKL-900 и AKL-900(В), для формирования диаграммы направленности. Кроме того, в комплект поставки антенных комплексов типа AKL-900 и AKL-900(В) входит специальное устройство для крепления антенных комплексов и настройки в горизонтальной и вертикальной плоскостях, являющееся специальной опцией для антенного комплекса «AKL-900(О)».

Конструкции комплексов отличаются разными техническими параметрами и назначением.

В таблице приведено обозначение антенных комплексов типа «AKL»:

AKL Антенный комплекс 900 Диапазон частот, в котором антенный комплекс работает Стандарт GSM-900. (*) Тип антенного комплекса: Без обозначения: направленная антенна с широкой ДН. (В): направленная антенна с узкой ДН и повышенным КУ. (О): OMNI круговая ДН.

Антенный комплекс «AKL-900(О)» (рис. 2) имеет круговую диаграмму направленности и КУ не менее 11 дБ, неравномерность АЧХ не более 2 дБ (рис. 3), в полосе частот от 880 до 970 МГц.

 

Рис. 2. Внешний вид антенного комплекса «AKL-900(О)»

 

 

Рис. 3. АЧХ «AKL-900 (О)» и антенны «Algon Minimag»

Антенный комплекс «AKL-900(О)» может быть использован в системах охранной сигнализации, так как имеет небольшие габаритные размеры, - высота 140 мм, диаметр (максимальный) 80 мм, или как автомобильная антенна. В данном случае антенный комплекс не надо устанавливать как обычные антенны снаружи автомобиля. Антенный комплекс обеспечивает отличное функционирование абонентского оборудования, если установлен на задней полке автомобиля или под пластиковым бампером. При этом требуется выполнение только одного условия, - расстояние между антенным комплексом и металлическими частями автомобиля должно быть не менее 150 мм.

Антенные комплексы «AKL-900» (рис. 4) и «AKL 900(В)» (рис. 5) имеют узкую диаграмму направленности и КУ не менее 17 дБ в полосе частот от 880 до 970 МГц.

 

Рис. 4. Внешний вид антенного комплекса «AKL-900»

 

 

Рис. 5. Внешний вид антенного комплекса «AKL-900(В)»

Проведенные лабораторные и полевые испытания антенных комплексов типа «AKL» показали результаты, согласно которым «AKL-900» и «AKL 900(В)», на данный момент, являются серьезным конкурентом широко распространенных антенн типа «Волновой канал». При более широкой диаграмме направленности антенный комплекс «AKL-900» имеет коэффициент усиления больше, чем 11-элементные антенны типа «Волновой канал».

Габаритные размеры антенных комплексов «AKL-900» и «AKL 900(В)», их масса и технические характеристики, а так же простота в установке и настройке, позволяют их использовать вместо антенн типа «Волновой канал».

Габаритные размеры, без устройства для крепления и настройки, не более:

140х140х240 мм для AKL-900.140х100х50 мм для AKL-900(В).

Масса, с устройством для крепления и настройки, не более:

700 грамм для AKL-900.400 грамм для AKL-900(В).

Ширина ДН в горизонтальной плоскости не более:

60° для AKL-90030° для AKL-900(В).

Ширина ДН в вертикальной плоскости для AKL-900 и AKL-900(В) не более 20°.

Коэффициент усиления в полосе частот 870...970 МГц

не менее 17 дБ для AKL-900 не менее 18,5 дБ для AKL-900(В).

Неравномерность в полосе частот не более +2 дБ.

Антенна типа «Волновой канал» с таким коэффициентом усиления, как у «AKL 900», будет иметь габаритные размеры и массу в несколько раз больше. Для примера антенна типа «Волновой канал» с КУ не менее 14 дБ, только в длину будет более чем 1,2 метра. А с КУ не менее 17 дБ, будет иметь длину 1,8 метра!!! Для крепления таких антенн необходимы специальные конструкции, которые по своей стоимости в несколько раз дороже, чем сама антенна. Для установки данных антенн может потребоваться привлечение квалифицированных монтажников. Антенные комплексы типа «AKL» не требуют каких-то специальных навыков установки, так как в комплект поставки комплекса входит все необходимое для монтажа. Антенные комплексы типа «AKL» можно устанавливать внутри помещений, на чердаках зданий и даже в подвалах.

Использование антенных комплексов типа «AKL» совместно с мобильными телефонами и модемами сотовой связи стандарта GSM позволяет:

резко повысить уровень принимаемого и передаваемого сигнала, что обеспечивает надежность функционирования абонентского оборудования в зонах с низким уровнем сигнала от базовой станции.увеличить до максимального значения скорость передачи данных при работе в режиме передачи/приема данных (GPRS/E-GPRS).

Особенно себя хорошо зарекомендовали антенные комплексы типа «AKL» в регионах, где зачастую местоположение базовых станций, это крупные районные центры и основные транспортные магистрали. А в стороне сигнал от базовых станций слишком мал для уверенного проведения вызова, не говоря уже о работе абонентского оборудования в помещениях.

Установка антенного комплекса «AKL-900» или «AKL 900(В)» поможет легко решить проблемы со связью и даже обеспечить работу компьютера, через GSM-модем во всемирной компьютерной сети. Незаменимы антенные комплексы в домах, которые расположены в лесу или холмистой местности, так как позволяют работать с отраженным сигналом.

Универсальный антенный адаптер предназначен для совместной работы с любым мобильным телефоном стандарта GSM, не имеющим антенного разъема для подключения внешних антенн. При эксплуатации универсальный антенный адаптер можно держать в руке вместе с мобильным телефоном (см. рис. 6). Или его можно приклеить специальным двусторонним скотчем к пластиковому (силиконовому) чехлу, в который вставляется мобильный телефон.

 

Рис. 6. Универсальный антенный адаптер

Совместное использование антенного комплекса «AKL-900» или «AKL 900(В)» и универсального антенного адаптера позволяет получить простое и недорогое решение для обеспечения качественной связи в местах с плохим радиопокрытием (см. рис. 7).

 

 

Рис. 7. Совместное использование «AKL-900» и универсального антенного адаптера, антенный комплекс «AKL-900» (1), универсальный антенный адаптер (2), соединительный ВЧ-кабель (3)

Для удобства настройки антенных комплексов и проверки функционирования абонентского оборудования (GSM-модемы, шлюзы и сигнализации), с которыми работают комплексы, была специально разработана «линейка» программного обеспечения (рис. 8).

 

 

Рис. 8. Рабочее окно программы «Installer GSM Monitor»

Программное обеспечение представлено в нескольких модификациях, от простого, которое позволяет проверить уровень сигнала от базовой станции на входе устройства (GSM-модема и шлюза) в режиме «IDLE», до профессионального, которое позволяет произвести не только мониторинг функционирования в различных режимах («IDLE» и «DEDICATED»), но и измерения и мониторинг работы сети подвижной связи стандарта GSM.

 

 

Получение технической информации, заказ образцов, поставка -
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.