Электрические схемы бесплатно. Внешние антенны сотовых телефонов

 






Внешние антенны сотовых телефонов

Категория: Телефония

В каждом мобильном телефоне есть внутренняя малогабаритная антенна Иногда она выступает из корпуса "мобильника" небольшим штырем или "наростом". В большинстве случаев штатная антенна обеспечивает устойчивую связь. Но бывают ситуации, когда из телефона нужно "выжать" все, что быть может. Ведь более того в зоне обслуживания почти каждой базовой станции есть участки с негарантированным покрытием, т.е. "мертвые зоны", где для ущерб или восстановления связи довольно сделать 2-3 шага в сторону. Чтобы обеспечить качественную связь в таких местах, внутренней антенне не помешает помощь: дополнительная сменная антенна.
Можно выделить несколько случаев, когда целесообразно применение дополнительных внешних антенн:
- разговор ведется из экранированного помещения или автомобиля. Вынесенная наружу антенна существенно улучшает качество связи. Однако наличие кабеля между антенной и телефонным аппаратом и дополнительных разъемов приводит к некоторым потерям сигнала;
- между говорящим по телефону и базовой станцией находятся массивные сооружения, складки местности или толстые стены, и сигнал сильно ослаблен;
- разговор ведется на большом удалении от базовой станции (на краю или за пределами зоны покрытия).
Дополнительная антенна особенно необходима телефону в автомобиле, так как металлический кузов является экраном, препятствующим прохождению радиосигнала. Принимая недостаточно сильный сигнал, аппарат получает от базовой станции команду повысить выходную мощность, следовательно, увеличивается уровень излучения и повышается расход электроэнергии. Кроме того, внутри автомобиля излучение от собственной антенны телефона многократно отражается, в результате чего все пассажиры оказываются сидящими как бы внутри замкнутого контура с внутренним излучением, как продукты в микроволновой печи. Еще один момент, требующий внимания: радиосигнал, излучаемый телефоном, может влиять на работу некоторых электронных устройств автомобиля.
Внешняя автомобильная антенна не только помогает избежать вышеперечисленных неприятностей, но и улучшает качество связи. Достигается это, в основном, благодаря выведению сигнала за пределы автомобиля и более эффективному перераспределению диаграммы направленности антенны. Как же правильно расположить автомобильную антенну?
Существует правило, что вертикальная (штыревая) антенна должна располагаться над быть может большей металлической поверхностью. С этой точки зрения середина крыши автомобиля — лучшее место установки вертикальной антенны. Помимо крыши, для установки такой антенны также годятся задние или передние крылья. А вот металлический бампер — неблизко не идеальное место.
Среди большого многообразия конструкций заслуживают внимания так называемые "врезные штыревые антенны". Их основное преимущество — непосредственный контакт с корпусом ("массой") автомобиля, положительно сказывающийся на рабочих характеристиках и, в итоге, на качество связи. Для установки врезной антенны надо просверлить крышу авто, хорошо заизолировать от попадания влаги место установки антенны и аккуратно закрепить соединительный кабель, чтобы он не стучал внутри по обшивке.
Антенны на магнитном основании (рис.1) за счет технологичности и простоты установки крайне популярны в среде автолюбителей. Еще бы, при необходимости такую антенну легко убрать в салон, а магнит не даст ей свалиться более того на высоких скоростях. Но за удобство надо чем-то платить, и расплата — несколько худшие рабочие характеристики.


Схема Внешние  антенны сотовых телефонов
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

При выборе "магнитной" антенны надо учитывать, что изменение длины кабеля и установка ее без резиновой прокладки между магнитом и кузовом отрицательно сказываются на рабочих характеристиках антенны.
Существуют "двухномпонентные" антенны, состоящие из двух частей. Базовая часть с кабелем, ведущим к телефону, крепится на стекло внутри салона, а другая часть — снаружи, напротив нее. Между ними обеспечивается емкостная связь. К сожалению, это не самый эффектив-ный способ передачи сигнала, водь проходя через стекло, он ослабевает. Кроме того, нежелательна установка такой антенны вблизи различных металлических покрытий, например, тонировки или полосок обогревателя на стекле.
На рынке также присутствуют клеящиеся антенны. Они выполнены в виде ленты или небольшой коробочки (рис.2) и наклеиваются на внутреннюю сторону стекла.



Схема Внешние  антенны сотовых телефонов
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Кабель часто входит в комплект поставки антенны, поскольку ого подключение к антенне выполняется неразъемным. Исходная длина кабеля обычно составляет 3 м. Если при монтаже антенны его обрезают, приходится устанавливать разъем на конце. Эту операцию нужно работать очень тщательно. Неправильно установленный разъем или плохой контакт в нем способны нарушить работу всей системы.
У многих моделей сотовых телефонов есть разъем для подключения внешней антенны. Тогда кабель подключается к нему. При включении разъема в телефон его антенный тракт автоматически переключается на внешнюю антенну. В случае сложностей с "доставанием" нужных разъемов можно употребить имеющимися в продаже антенными переходниками. Они представляют собой короткий кусок кабеля, с одной стороны которого — телефонный высокочастотный разъем, а с иной — стандартный кабельный высокочастотный разъем (рис.3). Обычно затухание в антенном переходнике не превышает 1 дБ.



Схема Внешние  антенны сотовых телефонов
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Некоторые модели телефонов не имеют специального гнезда для сменной антенны. Их можно подключать через устройство громкой связи. Кабель от антенны присоединяется к устройству фомкой связи, а телефон вставляется в гнездышко этого устройства. В принципе, можно отсоединить штатную антенну телефона и подключить кабель внешней антенны вместо нее. но это. конечно, неудобно.
При осуществлении связи со стационарных объектов (квартир, офисов, дач) в случае неуверенного приема целесообразно использовать внешние направленные антенны. Конечно, при этом телефон становится менее "мобильным", так как подключен к антенному кабелю, но качество связи во многих случаях становится очень хорошим. Основными разновидностями направленных антенн являются антенны "волновой канал" и логопериодические. Наиболее популярны первые. Они обладают большим усилением и просты в изготовлении. Логопериодические антенны более сложные и дорогие, однако имеют большую полосу частот и не требуют дополнительной настройки.


Схема Внешние  антенны сотовых телефонов
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Антенна "волновой канал" (рис.4) подобна одноименной телевизионной антенне. Она состоит из ряда элементов, расположенных в одной ппоскости: полуволнового (линейного или петлевого) активного вибратора, к которому подключен кабель снижения, рефлектора и директоров (пассивных вибраторов). Длина рефлектора и его расстояние до активного вибратора подобраны таким образом, что рефлектор ослабляет излучение активного вибратора в обратном направлении и усиливает его в прямом, т.е. рефлектор является своеобразным отражателем, обеспечивающим формирование однонаправленной характеристики излучения (приема). Нередко в качестве рефлектора используется система вибраторов или сетка. Усилению излучения в прямом направлении способствуют директоры, которые возбуждаются, как и рефлектор, под воздействием излучения активного вибратора.
К достоинствам антенны "волновой канал можно отнести сравнительно высокое усиление при простоте конструкции, к недостаткам — сложность настройки при числе директоров более трех. Антенны, более того собранные по одному чертежу, оказываются настроенными по-разному. Реальное усиление такой антенны получается, как правило, ниже указанного (в среднем на 3...4 дБ). Кроме того, узкая полоса пропускания ведет к резкому снижению усиления в тех системах связи, где используют дуплексные частоты с большим разносом. Например, стандарт DAMPS использует частоты 824...840 МГц и 869.. 894 МГц, поэтому использование антенны "волновой канал", настроенной на середину этого диапазона, приводит к заметному ухудшению работы антенны на краях диапазона (то есть на рабочих частотах). То же самое относится к популярным стандартам GSM-900, GSM-1800. Программу для расчета антенны "волновой канал" можно найти на сайте www.3ton.com/gsm.
Логопериодические антенны — один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности и постоянным усилением в широком диапазоне частот. Логопериоди-ческая антенна образована собирательной линией в виде двух труб, расположенных параллельно, к которым поочередно (через один) крепятся вибраторы. У такой антенны во всем диапазоне частот обеспечивается хорошее согласование с фидером. Рабочая полоса частот "снизу" зависит от размеров наиболее длинных вибраторов, а "сверху" — от размеров наиболее коротких. Усиление антенны определяется количеством вибраторов, каждый из которых является активным. Следовательно, задав полосу частот (размеры максимального и минимального
вибраторов), можно получить довольно рослый коэффициент усиления во всем диапазоне за счет увеличения количества вибраторов. Логопериодические антенны хорошо работают в широкополосных системах связи, но имеют более сложную конструкцию по сравнению с антеннами "волновой канал".
Стационарная антенна устанавливается на кронштейне или мачте и направляется в сторону базовой станции, сигнал которой принимается устойчиво. "База" совсем не обязательно должна быть ближайшей, так как все зависит от расположения антенны и рельефа местности. Возможен вариант, когда база с самым сильным уровнем сигнала "не захочет" работать с телефоном, так как пребывает на расстоянии, которое больше теоретического предела дальности для стандартного режима работы (35 км в GSM-900).
Ориентацию антенны нужно осуществлять аккуратно, медленно вращая антенну "по горизонту" и наблюдая за индикатором уровня сигнала на дисплее мобильного телефона или с помощью функции инженерного меню Netmonitor (для аппаратов "Nokia"). В большинстве других телефонов можно ввести специальный код и открыть служебное меню, которое позволяет увидеть уровень 6...8 частот, принимаемых телефоном в порядке убывания, номера каналов, расстояние до базовой станции, процент ошибок в канале и др. Описания многих сервисных меню имеются на сайте www.3ton.com/gsm.
Если Netmonitor есть, лучше ориентироваться по уровню сигнала в децибелах (сигнал сильнее, когда важность уровня в децибелах меньше) Если он отсутствует, настройка ведется по стандартной шкале сигнала. Так как изменение напряженности поля отображается на дисплее не сразу, а через 5... 10 с, изменять положение антенны нужно с учетом этого времени, чтобы не проскочить направление на самый сильный сигнал. В меню сотового телефона нужно включить Непрерывный поиск сети.
Например, диапазон GSM-900 содержит 124 канала с шагом 0,2 МГц и разносом между частотами приема и передачи 45 МГц. Для мобильного телефона частоты приема начинаются с 890 МГц и передачи — с 935 МГц. Средняя частота середины диапазона равна 922.5 МГц (четверть длины волны составляет 81.3 мм). Для увеличения эффективности внешней антенны рекомендуется при ее изготовлении и настройке в качестве рабочей частоты брать не среднюю между частотами приема (Rx) и передачи (Тх), а частоту передачи (Тх). так как максимальная мощность передатчика мобильного телефона, безусловно, меньше, чем у базовой станции, и при худших условиях телефон просто не будет услышан.
От длины и качества соединительного кабеля зависит коэффициент усиления всей антенной системы, подключенной к сотовому телефону. Паспортные данные внешних антенн не учитывают длину кабеля (это касается и автомобильных антенн с круговой диаграммой направленности). Если без внешней антенны удается хоть иногда провести разговор, то можно обойтись направленной антенной с усилением 9..11 дБ при длине кабеля до 10 м. Если же установка антенны в удобном месте требует 15...20 м кабеля, то нужно или взять его с улучшенным качеством, или использовать антенну с усилением 13... 16дБ, что обычно дешевле.
Отечественные телевизионные коаксиальные кабели можно использовать только ограниченно (их затухание — более 30 дБ на 100 м
— слишком велико). Из доступных импортных образцов подойдет RG6 — коаксиальный кабель с двойственный оплеткой (затухание составляет 20. .24 дБ на 100 м). Промышленные штыревые автомобильные антенны обычно комплектуются кабелем RG59 (затухание — 28 дБ на 100 м). Антенны "волновой канал" с коэффициентом усиления 12 дБ и 10-метровым кабелем RG6U дают общее усиление приблизительно 10 дБ, а при 20-метровом кабеле — 7 дБ.
Когда качество связи пребывает на "критическом" уровне, более того простая штыревая антенна, но поднятая повыше, может поправить ситуацию. Депо в том. что при разговоре по мобильному телефону приблизительно 10...20% энергии поглощается телом абонента, поэтому при подъеме антенны вверх уменьшается влияние на нее окружающих предметов.



Схема Внешние  антенны сотовых телефонов
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Ну, а простейшую дипольную антенну можно изготовить буквально за 15 мин. Берем белый телевизионный кабель RG6U, срезаем с одного конца верхнюю изоляцию и "разделываем" его. Получаем центральный проводник и оплетку кабеля К центральному проводнику припаиваем медный провод диаметром 1.. 2.5 мм и длиной 82 мм (для диапазона 900 МГц). К оплетке припаиваем второй кусок провода такой же длины (рис.5). Другой конец кабеля подключаем к телефону (через разъем или переходник). Располагаем *рога" вертикально (один вверх, иной вниз) и получаем нечто похожее на букву "Т", положенную набок (в GSM используется вертикальная поляризация, поэтому требуется именно такое расположение диполя) При изготовлении будьте внимательны и не замкните центральную жилу с оплеткой, иначе телефон может сгореть.
Источники информации
1. http://www.radloradar.nel
2. http://www.teleland.ru
3. http://www.mobil.ru

А.КАШКАРОВ,г.С.-Петербург.






Похожие схемы:

Электронный переключатель антенны
Электронный переключатель антенны
Антенны Электронный переключатель антенны В. ДАВЫДОВ (UW9WR), г. Уфа Недостатком описанных ранее электронных переключателей антенны является значительное затухание в режиме приема, достигающее 45-50% (особенно в диапазонах 21 и 28 МГц). Переключатель, схема которого приведена на рисунке, обеспечивает затухание не более 10%. При изготовлении переключателя не обходимо изолировать корпус выходного конденсатора П-контура (на схеме - С4) от шасси фторопластовой или полистироловой


ДВУПОЛОСНАЯ АНТЕННА ДМВ
ДВУПОЛОСНАЯ АНТЕННА ДМВ
Антенны ДВУХПОЛОСНАЯ АНТЕННА ДМВ Модификации антенны. Для некоторого увеличения коэффициента усиления (при сужении полосы пропускания), а главное, повышения помехозащищенности антенны читатель Н. Туркин из С -Петербурга предлагает модифицировать вариант двухполосной антенны. Для этого рефлектор антенны он рекомендует сделать активным. В результате получится так называемая антенна типа "ZL", аналогичная по свойствам четырехэлементной антенне (см. книгу К. Рохтхаммеля "Антенны". - М


Конструкция антенны "двойной квадрат"
Конструкция антенны "двойной квадрат"
Антенны Конструкция антенны "двойной квадрат" Н. СМИРНОВ (ex UA3VBA) д. Заритово Брестской обл. Внешний вид узла крепления антенны "двойной квадрат" типа "еж" приведен на рисунке. Основу конструкции составляют четыре пятиметровые сосновые рейки 1-4. Они не прерываются в центре, а проходят по касательной к мачте 5. Каждая рейка состоит из трех одинаковых отрезков диаметром 35 мм, соединенных встык. =Конструкция антенны двоякий квадрат Конструкция узла дополнена до


ВЕРТИКАЛЬНАЯ АНТЕННА НА 144 МГЦ
ВЕРТИКАЛЬНАЯ АНТЕННА НА 144 МГЦ
Антенны ВЕРТИКАЛЬНАЯ АНТЕННА НА 144 МГЦ Описываемая антенна выпускается в Бельгии под названием "BIG STAR". Антенна представляет собой систему вертикальных коллинеарных вибраторов с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости. Рис.1 Теоретическое усиление антенны — 6,5 дБ по отношению к полуволновому вибратору. Экспериментальная проверка показала, что на расстоянии в 100 км переход с диполя на описываемую антенну дает выигрыш в 9 дБ. Общая высота антенны


НАПРАВЛЕННАЯ 2-Х ЭЛЕМЕНТНАЯ АНТЕННА HB9CV
НАПРАВЛЕННАЯ 2-Х ЭЛЕМЕНТНАЯ АНТЕННА HB9CV
Антенны НАПРАВЛЕННАЯ 2-Х ЭЛЕМЕНТНАЯ АНТЕННА HB9CV Размеры элементов 14,15 21,18 27.6 28,5 144.7 HB9CV (мм) Радиолюбительские диапазоны, МГц Директор 9740 6520 5110 4840 980 Рефлектор 10600 7080 5330 5260 1060 А 2650 1770 1360 1320 258 b 1330 890 700 660 132 с 1430 950 750 710 142 d 120 90 60 60 11 Е 2700 1820 1410 1370 260 F 2250 1500 1140


ДВУХЭЛЕМЕНТНАЯ АНТЕННА
ДВУХЭЛЕМЕНТНАЯ АНТЕННА
Антенны ДВУХЭЛЕМЕНТНАЯ АНТЕННА После 10 лет опытов я пришел к выводу, что постройка на ВЧ-диапазоны ненаправленных антенн нецелесообразна прежде всего из-за плохого приема. Отсутствие дефицитных алюминиевых труб натолкнуло на мысль сделать модификацию проволочной антенны PA0LU на 14 МГц [1]. Суть доработки состоит в том, что вместо прямых диполей используются согнутые (рис.1), а средние точки диполей закреплены на траверсе, Рис.1 которая приваривается к отрезку трубы, установленному в





Оставить комментарий