Меню Закрыть

Платы для антенны какая лучше: Цифровая антенна с усилителем. Использование польской антенны для DVB-T2 –

Содержание

Цифровая антенна с усилителем. Использование польской антенны для DVB-T2 –

Антенна с усилителем типа “Решётка” и цифровое телевидение – это совместимо?

Решётка не принимает DVB T2, что делать? Почему антенна не работает? Как использовать “полячку” без усилителя? Всё это и другие вопросы в данной статье.

Здравствуйте, уважаемые посетители! Автор сайта Blogvp.ru приветствует Вас!

Не секрет, что антенна “Польская  решётка” завоевала широкую популярность среди пользователей. Она уже долгое время служит народу и нередко мучает своих пользователей. Сейчас, на смену аналоговому телевидению приходит цифровое, DVB-T2 и у многих по поводу использования этой антенны возникают различные вопросы.

Ранее я уже писал о применении польской антенны для DVB -T2, отвечая в комментариях и не много в самих статьях. А потому, в этой заметке, в одном месте, постараюсь собрать более полную информацию о использовании этого типа антенн, как для аналогового, так и для цифрового телевидения.

Быстрая навигация по статье

Польская антенна для приёма цифрового телевидения

Годится ли антенна “Решётка” она же”Полячка” для приёма DVB-T2?

Польская антенна является широкополосной, т.е. способной принимать сигналы как метрового так и дециметрового диапазонов. А значит она пригодна для приёма сигналов цифрового телевидения DVB-T2.

Однако, она является не лучшим вариантом для этой цели, и часто, что бы на неё принимать сигнал цифрового телевидения, требуются некоторые доработки. Но всё это не сложно сделать.

Об этих переделках и не только, пойдет речь в данной статье.

Как проявляет себя антенна “Решётка” с цифровым ТВ?

Если вы живёте не очень далеко от транслятора сигналов цифрового телевидения то этот тип антенн может проявлять себя довольно странно.

По умолчанию, польская антенна используется с усилителем и блоком питания. И если применяя такую антенну, при условии, что все соединения выполнены качественно, с сигналом происходит нечто непонятное, например:

  • Сигнал полностью отсутствует, антенна ничего не ловит.
  • Во время настройки, шкала уровня сигнала скачет от нуля до ста.
  • Приём есть, но временами сигнал ослабевает или пропадает полностью. Изображение часто “подвисает”- замирает на время, сыпется на кубики, звук заикается.
  • Из 20 возможных каналов, показывают лишь 10.
  • Сигнал пропадает или ослабевает при проезжающих рядом автомобилях (если антенна установлена низко и рядом с дорогой)

Всё это как раз те случаи когда потребуются некоторые переделки.

В моей местности, а это Белгородская область, на удалении в 25 км от вышки транслятора “полячки” часто ведут себя именно так! В чём причина? Давайте разбираться и устранять!

Кстати! Если в режиме настройки, шкала индикатора уровня сигнала на экране телевизора прыгает от нуля до ста процентов. Туда-сюда без остановки. Это не значит что сигнал теряется! Это говорит о том, что сигнал непригоден для декодирования. Без принятия мер – просмотр ЦТВ не возможен!

Итак! Если вы наблюдаете что либо из списка, то вероятно причины в том, что усилитель антенны слишком мощный для приёма сигнала ЦТВ, в данной ситуации он не помогает, а мешает!  Сигнал получается слишком сильный.

Как ни странно, но в этом нет ничего хорошего, к тому же на ряду с полезными, усиливаются и паразитные частоты, так называемые помехи, которые тоже сильно мешают.

Что делать если антенна решётка не принимает DVB T2

Поскольку частой причиной является переусиление сигнала, то напрашивается вывод – усиление нужно уменьшить!

Да! Часто помогает простое уменьшение мощности усилителя и для этого, его совсем не нужно менять, даже снимать антенну не придётся.


Внимание! Крайне полезный совет!

Будет неплохо в момент “экспериментов” с антенной, вывести на экран шкалу уровня сигнала. Это можно сделать нажав кнопку “Info” (обычно нужно два нажатия, иногда три) Или можно войти в режим ручного поиска, ввести номер ТВК на котором ведётся вещание в вашем регионе. Обычно в этом режиме аппаратура выводит индикатор уровня сигнала. По этой шкале удобно видеть результаты труда.

Кстати, узнать на каких каналах идёт вещание в вашей местности можно пройдя по этой ссылке.


Как снизить мощность усилителя не снимая антенны? Четыре способа!

Для того чтобы уменьшить мощность усилителя, нужно понизить напряжение которое его питает.

Есть несколько методов того как это можно сделать. Выбирайте в зависимости от вашей ситуации.

Способ первый, самый простой

Если у вас применён регулируемый блок питания, то проблем нет, просто поворачивайте регулятор против часовой стрелки уменьшая напряжение питание усилителя. Регулятором можно изменить напряжение в пределах примерно от двух до двенадцати вольт. При этом следите за уровнем сигнала и выберете лучшее положение регулятора. Учтите что изменения на шкале уровня сигнала, будут происходить не моментально, а с небольшой задержкой.


Внимание!  Одно условие для всех ниже приведённых способов!

Для применения всех далее изложенных способов необходимо сделать следующее! Отсоединить штатный блок питания антенны и на ТВ кабель установить обычный телевизионный штекер. Штекер от блока питания не применять! Он имеет внутри сепаратора разделительный конденсатор, он будет лишним. Поэтому, обычный штекер!


Способ второй

Если вы пользуетесь приставкой, то можно подать питание на усилитель антенны прямо с неё. Так вместо 12 Вольт, на усилитель, по телевизионному кабелю, пойдёт лишь 5 вольт от приставки. Такое снижение питания часто помогает.

Для этого:

  1.  Устанавливаем на кабель обычный ТВ штекер.
  2. Заходим в меню приставки и находим пункт где включается питание антенны. Например: “Питание Антенны Вкл /Выкл”

В разных приставках эта возможность может называться по разному, но имеется у всех моделей.

Способ третий

Если у вас телевизор с встроенным тюнером DVB-T2 и вы не пользуетесь приставкой, то можно подать 5 вольт прямо от USB порта телевизора.

Для этого:

  1. Опять же нужно установить обычный штекер.
  2. Понадобится применить специальный адаптер, для питания антенны через USB порт телевизора. (примерно 150 – 300 руб)

Способ четвёртый

Можно попробовать питание усилителя убрать вообще.

  1. Устанавливаем обычный телевизионный штекер
  2. Без всякого питания подключаем к приставке/телевизору.

Иногда это помогает, но не всегда. Бывает что без питания, усилитель сигнала совсем не пропускает.


Это были способы переделки “Польской антенны” для цифрового телевидения, которые не требовали снятия самой антенны. Но бывает и так, что даже пяти вольт уже много, идёт переусиление, а убрав питание с усилителя совсем -тоже не помогло.

На такой случай будет способ описанный ниже, но он предполагает необходимость снять антенну или добраться до места установки усилителя. Это несколько усложняет дело, но за то это самый верный способ приспособить полячку под цифру.

Использование польской антенны без усилителя

Этот метод даёт отличные результаты в зоне хорошего сигнала DVB-T2, например с телевышки г. Белгорода на расстоянии 25- 30 км. по прямой видимости ловит отлично.

Кроме того, сразу снимаются самые проблемные места антенны решётки – усилитель и блок питания. Они просто не нужны. Лучше конечно приобрести плату согласования. Но её не всегда можно найти. Поэтому, соединяем на прямую –  делал неоднократно! Проверено! Работает!

Единственное что, так это придётся добраться до самой антенны, чтобы соединить кабель как на фото ниже.

Как видите кабель крепится прямо на элементы антенны. Плату усилителя можно снять, но можно и оставить, с ней легче зафиксировать кабель. Штекер обязательно при этом ставится обычный.

Длинные усы антенны можно обрезать/обломать до размеров усов коротких, так они будут работать в нужном диапазоне ДМВ.

P.S. Уже готова статья о том как из усилителя сделать плату согласования.

Как правильно закрепить усилитель на антенне типа решётка

Выше были описаны способы, которые можно применять для приёма цифрового эфирного телевидения и только в зоне сильного сигнала, когда усилитель мешает. Но если вам с сигналом не так сильно повезло, то усилитель будет в самый раз и описанные выше методы вам уже не подойдут!

Однако и здесь многие сталкиваются с проблемой качества приёма и часто это проблемы неправильного монтажа, не более.

Бывает, что при использовании усилителя, антенна не работает или то работает, то не работает и это касается не только приёма цифрового но и в первую очередь аналогового телевидения. Причины могут быть разными, но одна из них очень распространённая- это не правильная установка усилителя. Казалось бы ничего сложного, но давайте разберёмся.

Вот типичный пример неправильной установки усилителя.

Проблема в том, что контактные площадки на пластине усилителя находятся только с одной стороны, и в данном случае сверху, в то время как элементы антенны – снизу, под усилителем.

Это значит, что соединиться с петлеобразными элементами антенны контакты усилителя могут только через болты. При таком раскладе высока вероятность того, что болт будет проходить внутри петли и не касаться её, или едва касаться. А это значит, чуть окислилось и всё. Конец фильма.

А вот здесь правильно, петлеобразные элементы надёжно прижимаются гайками к плате усилителя.Перевёрнутый контактами к петлям усилитель.

Этот способ тоже правильный, но при этом становится не доступным соединение кабеля с усилителем это затрудняет ревизию, так как в случае чего придётся плату откручивать.

Другие неисправности и проблемы монтажа этой антенны

Одна из неисправностей этой антенны, о которой мало кто знает проявляется следующим образом. На экране телевизора, поверх изображения плывут  горизонтальные полосы, каждая шириной около 5 см. Причина в блоке питания антенны, а точнее в конденсаторе который там стоит, его нужно заменить. (блок или конденсатор) кто как сможет.

Если в блоке питания антенны погас индикатор, это ещё не говорит о его неисправности, возможно возникло где то замыкание в соединениях кабеля.

Например: в месте соединения один проводок от оплётки кабеля оттопырился и коснулся клеммы, куда должна соединятся центральная жила. Такое может произойти и на стороне усилителя. Другая причина погасшего индикатора – вышедший из строя усилитель. Проверить замыкание легко, просто отсоедините блок питания от кабеля, и включите его, если индикатор засветился, устраняйте замыкание.

Часто нарушается пайка внутри сепаратора, посмотрите на эту картинку, в ней указанны слабые места.

Нередко проблема возникает из за некачественного подсоединения кабеля к сепаратору и усилителю. Например вот так, с пучком торчащих проводков и центральной жилой которая, стоит чуть потянуть кабель, замкнёт с хомутом.

Неаккуратное соединение кабеля одна из причин неработоспособности антенны.А вот пример качественного соединения и правильной установки усилителя.

Итак, важно правильно и качественно всё соединить! Как этого достичь? Рассмотрим на примере сепаратора. Смотрим фото ниже. Разделываем кабель.

 P.S. Если оплетка густая и плотно сидит на кабеле, то можно её не отделять и не сворачивать в жгут, а оставить на кабеле и аккуратно срезать, оставив лишь столько, чтобы зажать хомутом крепления, но что бы она не торчала сильно за его пределы и потому не замкнула на центральный провод.

А со жгутом поступаем так.

Усилитель для антенны, как правильно выбрать

Большую ошибку допускают пользователи стремящиеся купить самый мощный усилитель, а именно так часто и бывает “Дайте мне самый мощный усилитель” говорят продавцу, желающие добиться, хорошего качества телевизионного сигнала и…. разочаровываются.

Почему такой подход не правильный? Дело в том, что чрезмерно сильный сигнал это плохо, это как раз тот случай, когда масло в каше может оказаться лишним. Чрезмерно сильный сигнал может привести к обратному эффекту, сильные помехи для аналогового ТВ, для цифрового- кубики, заикание и даже полное отсутствие изображения.

Дело ещё и в том, что вместе с полезным сигналом усиливаются и различные помехи, к тому же часто сильные усилители имеют большой процент собственных шумов, что тоже сказывается на качестве.

Поэтому, мощность усилителя нужно подбирать, если вы не знаете какой номер усилителя лучше всего идёт в вашей местности, поинтересуйтесь у соседей которым удалось добиться хорошего приёма сигнала. Часто и местные продавцы, торгующие антенным оборудованием, об этом осведомлены тоже, поинтересуйтесь у них.

Параметры усилителей для антенны телевизора

Помочь в выборе может таблица параметров где указанны также примерные расстояния удалённости от  телецентра на которых рекомендуется применение конкретного усилителя.

Хорошо использовать регулируемый блок питания, он позволяет уменьшать напряжения питания усилителя, и тем самым “придушить” избыточное усиление.

Как защитить антенну, телевизор или ресивер от грозы

Вам доводилось когда нибудь видеть телевизор пострадавший от грозы? Мне много раз!

Конечно повреждения бывают разными, но в одном случае в шасси телевизора была просто прожжённая дыра диаметром примерно 15 см. Но это скорее единичный случай. Тем не менее грозы доставляют не мало хлопот. Выбивают оборудование, усилители на антеннах. Можно ли как то минимизировать ущерб или избежать этого?

Можно! Если придерживаться некоторых правил.

  1. Хорошо если антенна заземлена, вообще то это требование по установке. На некоторых антеннах возле хомута крепления есть даже приваренный болт для заземления. Мачта антенны (металлическая) должна быть в земле.
  2.  Не всегда есть возможность организовать заземление, и в таких случаях усилители меняются довольно часто, почти после каждой грозы. Для выхода усилителя из строя не нужно прямого попадания молнии, достаточно статического напряжения.  По возможности заземляйте антенну!

Применяйте усилители с грозозащитой.

Есть ряд усилителей с встроенной грозозащитой, конечно от прямого попадания она не спасёт, но такие усилители практически не выходят из строя от статики. Опознать их можно по очевидному признаку. Смотрим фото.

У такого усилителя стоят два стеклянных диода, те что обведены жёлтым.

Это не обязательно усилитель с номером SWA-1, это может быть любой номер, но если в нём стоят такие два элемента, то это вариант исполнения с грозозащитой. К сожалению попадаться такие стали не часто.

Применяйте грозозащиту для аппаратуры.

Есть также возможность защитить от разрядов и свою аппаратуру, для этого нужно в разрыв кабеля приходящего от антенны или тарелки вставить специальный узел, который так и называется “Грозозащита”

Он может быть от разных производителей, различаться по внешнему виду, но цель его одна: Защитить аппаратуру от разрядов приходящих через антенный кабель.

Это может быть вот такой бочонок, который с помощью F разъёмов вставляется в цепь кабеля, между антенной и телевизором или приставкой ресивером. В случае чего выйдет из строя он, но не аппаратура, что значительно дешевле.

Конечно стопроцентной защиты он не обеспечит, хотябы потому что разряд может прилететь и через сетевой провод. Но по цепи антенны некоторую защиту даёт.

Если уж хотите полностью себя обезопасить, то в случае грозы которая рядом, отключайте всю аппаратуру из розетки, отключить просто кнопкой или с пульта, не спасёт. И вынимайте из гнезда антенный кабель.

Тоже можно сделать и с компьютером, отключить от сети и отсоединить тот провод по которому приходит всезнающий интернет.

Далее…. берёте любимую книгу, наливаете чашечку чая и… наслаждаетесь!

Ну вот, на этой романтической ноте, пожалуй и закончу свой эпос про польскую антенну.

Нашли полезной эту статью! Поделитесь пожалуйста с друзьями, нажав на кнопки соцсетей.

Вам это совсем не сложно, а для развития сайта будет полезно.  Спасибо!

Что такое антенный усилитель для телевизора и как его выбрать?

Соглашение о пользовании сайтом.

Настоящее Соглашение определяет условия использования Пользователями материалов и сервисов сайта www.radiomir96.ru (далее — «Сайт») КОМПАНИИ «РАДИОМИР».

  1. Условия об интеллектуальных правах

1.1. Все права на Сайт и на использование доменного имени (http://radiomir96.ru/) принадлежат Администрации Сайта. При этом под Администрацией Сайта в настоящем Соглашении понимается ИП Кокшаров А.Л, в дальнейшем именуемый КОМПАНИЯ «РАДИОМИР».  Адрес  — место нахождения:  г. Екатеринбург, ул. 40 лет ВЛКСМ ,1, склад 14, ОГРН 307667411600056, ИНН 660704806240, тел. (343)379-08-09(10).

1.2. Ничто в настоящем Соглашении не может рассматриваться как передача исключительных прав на какие-либо материалы Сайта.

1.3. Использование материалов Сайта без согласия Администрации Сайта не допускается (статья 1270 ГК РФ). Для правомерного использования материалов Сайта необходимо заключение лицензионных договоров (получение лицензий) от Администрации сайта.

1.4. Кроме случаев, установленных действующим законодательством РФ, никакой Контент не может быть скопирован, скачан, распространён или иным способом использован по частям или полностью без предварительного разрешения Администрации Сайта.

1.5. При цитировании материалов Сайта, включая охраняемые авторские произведения, ссылка на Сайт обязательна (подпункт 1 пункта 1 статьи 1274 Г.К РФ).

 

  1. Предмет Соглашения

2.1. Предметом настоящего соглашения является предоставление Администрацией Сайта услуг по использованию Сайта и его сервисов.

2.2. Использование материалов и сервисов Сайта регулируется настоящим Соглашением и нормами действующего законодательства Российской Федерации.

2.3. Условия и порядок продажи Товаров в компании  «РАДИОМИР» регулируются Правилами продажи товаров в компании  «РАДИОМИР», которые размещены на Сайте в Разделе «Оплата и доставка».

2.4. Настоящее Соглашение является публичной офертой (ст. 437 ГК РФ). Получая доступ к материалам Сайта Пользователь считается присоединившимся к настоящему Соглашению.

2.5. Администрация Сайта вправе в любое время в одностороннем порядке изменять условия настоящего Соглашения без какого-либо специального уведомления. Такие изменения вступают в силу с момента размещения новой версии Соглашения на сайте. При несогласии Пользователя с внесенными изменениями он обязан отказаться от доступа к Сайту, прекратить использование материалов и сервисов Сайта.

2.6. Администрация сайта оставляет за собой право в любой момент без предварительного уведомления приостановить оказание услуг, являющихся предметом настоящего Соглашения, если это необходимо для обновления информации или проведения технических работ на Сайте, по соображениям безопасности или в результате форс-мажорных обстоятельств.

  1. Регистрация Пользователя на Сайте

3.1. Регистрация Пользователя на Сайте является бесплатной и добровольной. Регистрация Пользователя на Сайте позволяет Пользователю оформлять Заказы в компании  «РАДИОМИР».

3.2. При регистрации на Сайте Пользователь обязан представить Администрации Сайта достоверную информацию в целях присвоения данному Пользователю уникального логина и пароля доступа к Сайту.

3.3. Пользователь несёт ответственность за достоверность, полноту и соответствие действующему законодательству РФ предоставленной при регистрации на Сайте информации.

3.4. Пользователь не вправе передавать свои логин и пароль третьим лицам.

3.5. Пользователь несёт ответственность за сохранность своего логина и пароля.

3.6. Если Пользователем не доказано обратное, любые действия, совершённые с использованием его логина и пароля, считаются действиями самого Пользователя.

3.7. Пользователь обязан информировать Администрацию Сайта о несанкционированном использовании третьими лицами своего логина и пароля.

  1. Права и обязанности Пользователя

4.1. Пользователь соглашается не предпринимать действий, которые могут рассматриваться как нарушающие российское законодательство или нормы международного права, в том числе соблюдать приемлемые нормы поведения на Сайте, не распространять спам, вредоносное программное обеспечение, не нарушать норм законодательства в сфере интеллектуальной собственности, авторских и/или смежных правах, а также любых действий, которые приводят или могут привести к нарушению нормальной работы Сайта и сервисов Сайта.

4.2. Комментарии и иные записи Пользователя на Сайте не должны вступать в противоречие с требованиями законодательства Российской Федерации и общепринятых норм морали и нравственности.

4.3.Пользователь предупрежден о том, что Администрация Сайта не несет ответственности за посещение и использование им внешних ресурсов, ссылки на которые могут содержаться на сайте.

4.4.Пользователь принимает положение о том, что все материалы и сервисы Сайта или любая их часть могут сопровождаться рекламой.

4.5. Пользователю запрещается каким-либо способом, в том числе путём взлома, обмана, пытаться получить доступ к логину и паролю иного Пользователя.

  1. Защита персональных данных

5.1. Обработка персональных данных Пользователя осуществляется в соответствии с законодательством РФ. Предоставляя свои персональные данные при регистрации на Сайте, Пользователь даёт Администрации Сайта своё согласие на обработку и использование своих персональных данных согласно ФЗ № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 г. различными способами в целях, указанных в настоящем Соглашении.

5.2. Администрация Сайта использует персональные данные Покупателя в целях:
— регистрации Пользователя на Сайте;
— для определения победителя в акциях, проводимых Администрацией Сайта;
— получения Пользователем Сайта персонализированной рекламы;
— оформления Пользователем Заказа в компании  «РАДИОМИР»;
— для выполнения своих обязательств перед Пользователем.

5.3. Администрация Сайта обязуется предпринимать все возможные меры для защиты персональных данных Пользователя Сайта от неправомерного доступа, изменения, раскрытия и обязуется не разглашать полученную от Пользователя информацию. При этом не считается нарушением обязательств разглашение информации в случае, когда обязанность такого раскрытия установлена требованиями действующего законодательства РФ.

  1. Заключительные положения

6.1. Все возможные споры, вытекающие из настоящего Соглашения или связанные с ним, подлежат разрешению в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.

6.2. Признание судом какого-либо положения Соглашения недействительным не влечет недействительности иных положений Соглашения.

6.3. НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ АДМИНИСТРАЦИЯ САЙТА НЕ НЕСЁТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ПЕРЕД ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ ИЛИ ТРЕТЬИМИ ЛИЦАМИ ЗА ЛЮБОЙ УЩЕРБ, ВКЛЮЧАЯ УПУЩЕННУЮ ВЫГОДУ, СВЯЗАННЫЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САЙТА И ЕГО СОДЕРЖИМОГО.

Выбор и характеристики встраиваемых GNSS-антенн

Не секрет, что работа ВЧ-оборудования в большей степени зависит от качества приема/передачи радиосигнала. Неверный выбор антенны или ее расположения на плате приводит к крайне негативным результатам работы всего прибора, и зачастую чувствительность приемника и цепь усиления/фильтрации сигнала не в состоянии нивелировать подобный просчет.

При подборе антенны всегда приходится искать компромисс среди параметров: доступное под антенну пространство на плате, характеристики и цена антенны. Все три параметра напрямую зависят от технологии производства антенны и применяемых материалов.

В общем случае антенна представляет собой комбинацию проводника и изолятора c различной относительной диэлектрической проницаемостью (К), характеризующей замедление распространения электромагнитной волны в изоляторе относительно вакуума (воздуха). Таким образом, применение материалов с более высоким К позволяет уменьшить габариты антенны, которые, как известно, напрямую зависят от длины волны сигнала. В самом бюджетном решении используется комбинация сталь/воздух (K = 1), наиболее популярны медь/керамика(K = 9–100) или стеклотекстолит (K = 4), самые компактные устройства все чаще требуют интеграции антенны непосредственно в корпус устройства по технологии Laser Direct Structuring (LDS).

На рис. 1 приведены наиболее распространенные типы антенны. Как видим, стремление к компактности требует применения более дорогих материалов или технологий.

Рис. 1. Наиболее распространенные типы антенны

Начнем наш обзор с более распространенных керамических антенн на примере продукции тайваньской компании Cirocomm Technology Corp., которая с 1996 года занимается разработкой и производством антенн и керамических фильтров. Линейка продукции охватывает все наиболее востребованные беспроводные технологии, такие как 2G/3G/4G/5G, GNSS, Wi-Fi/BT, NFC, RFID, SubHz, и другие.

Пассивные керамические GNSS-антенны по исполнению можно разделить на «чип» и «патч», по способу монтажа — на вывод­ные и SMD.

Рис. 2. Выводные патч-антенны Cirocomm

Патч-антенна представляет собой пластину на слое диэлектрика (рис. 2, 3), питание которой осуществляется штырем, смещенным от центра, или микрополосковой линией (в случае SMD).

Рис. 3. SMD патч-антенны Cirocomm

Типичный и, пожалуй, самый популярный представитель данных антенн — PA025AQ0025. Несмотря на доступность антенн в различных вариантах, именно размер 25×25 мм чаще всего представляется оптимальным решением исходя из габаритов антенны, требуемого «земляного» полигона, характеристик и цены. На графике на рис. 4 изображена зависимость усиления антенны от ее размеров при рекомендуемой площади земляного полигона. Как видим, именно антенна 25×25 мм обладает максимальным усилением при минимальной площади «земляного» полигона.

Рис. 4. Усиление и рекомендуемые размеры «земляного» полигона

Однако у антенн размером 25×25 мм есть и небольшой недостаток, когда речь идет о применении мультисистемных приемников. В общем случае они эффективны в диапазоне 20 MГц для сигнала с круговой правосторонней поляризацией (RHCP), чего, согласитесь, недостаточно при одновременной работе с группировками GPS и ГЛОНАСС, поскольку разница только между их центральными частотами составляет 27 МГц (GPS L1C/A — 1575,42 МГц, ГЛОНАСС L1OF — 1602 МГц). Решить эту проблему можно тремя способами:

  • Прийти к компромиссу с антенной типа PA025AQ0025. Как правило, предпочтение отдается GPS-сигналу.
  • Использовать антенну большего размера, например 35×35 мм, с полосой пропускания RHCP 40 МГц. Однако в этом случае занимаемое пространство на плате увеличится более чем в 2 раза.
  • Использовать антенну с двумя питающими выводами, например PA025PQ0000 (рис. 5), с сохранением размеров «земляного» полигона.

Рис. 5. Cirocomm PA025PQ0000

В данном случае осуществляется прием двух ортогональных составляющих RHCP-сигнала, шириной по 40 МГц, так как ширина полосы пропускания для сигнала с линейной поляризацией в два раза больше. Использовать одну из линейных составляющих приемника мы не можем, поскольку в данном случае потеряем половину мощности сигнала. Поэтому оба сигнала необходимо объединить гибридным ответвителем (Hybrid Coupler) со сдвигом фаз 90°. Таким образом, на вход приемника поступит RHCP-сигнал в диапазоне 40 МГц. В качестве гибридного ответвителя можно использовать готовые, например HC1600P03, или реализовать его на LC-компонентах (рис. 6, 7).

Рис. 6. Yantel HC1600P03

Рис. 7. Схема LC гибридного ответвителя

Также все чаще производители навигационного оборудования обращаются к SMD патч-антеннам. К их основным преимуществам можно отнести более быстрый и экономичный автоматический монтаж и достаточно высокую устойчивость к вибрациям. Пожалуй, единственный недостаток — это более сложная технология производства и, как следствие, более высокая цена.

С приходом на рынок L1/L2 RTK-модулей, таких как u-blox ZED-F9P, cантиметровая точность стала более востребованной в сельско­хозяйственной технике, беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), автономном вождении и других применениях. Сигнал L5-диапазона имеет ряд преимуществ в сравнении с L2, однако количество спутников, поддерживающих его, еще недостаточно для стабильной работы навигационного оборудования. В 2021 году мы сможем лучше оценить все преимущества L5-диапазона и фокус пользователей сместится уже на L1/L5-решения. Сейчас доступны мультичастотные антенны PA050B6D008 (рис. 8) и PA025Z6D004 (рис. 9), действующие во всех трех диапазонах L1/L2/L5 и способные решить как текущие, так и перспективные задачи.

Рис. 8. Cirocomm PA050B6D008

Рис. 9. Cirocomm PA025Z6D004

В носимой электронике применение патч-антенн крайне затруднительно. И речь здесь не только о габаритах и массе антенн, но и о возможности излучать/принимать сигнал в любом направлении при непосредственной близости к человеку. Среди всенаправленных керамических антенн можно выделить PIFA (Planar Inverted F Antenna) антенну DPA1575 (рис. 10) размером 10×4×3 мм. Конечно, существуют и более миниатюрные аналоги, но ключевая особенность DPA1575 в том, что она занимает меньшую площадь на плате, поскольку не требует «земляного» полигона, а лишь небольшой области зачистки под собой (11×6 мм).

Рис. 10. Cirocomm DPA1575A

Помимо керамических антенн, в носимой электронике находят применение PCB- (Printed Circuit Board) и FPC- (Flexible Printed Circuit) антенны. Рассмотрим их на примере решений компании Antenova Ltd, основанной в 1999 году в Кембридже (UK), в продуктовой линейке которой представлены антенны для широкого спектра стандартов и технологий беспроводной связи: GSM, CDMA, 3G, 4G, LTE, GPS, GLONASS, Beidou, Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, ISM, NB-IoT и 5G NR.

Самой миниатюрной в линейке навигационных PCB-антенн является SINICA-SR4G008, изготовленная из высококачественного стеклотекстолита (UL ANSI: FR4.1). Ее размеры всего 7×5,8×0,4 мм, и она демонстрирует хорошую эффективность (рис. 11) даже при установке на небольших платах, чей минимальный рекомендованный размер составляет 40×20 мм.

Рис. 11. Зависимость эффективности SINICA-SR4G008 от размера платы прибора

Более новое решение, RAPTOR-SR4G053, принимает RHCP-сигнал в L1/L2/L5-диапазонах (1164–1249/1559–1609 МГц) и позволяет обеспечить точность позиционирования до 10 см. По эффективности не уступает керамической патч-антенне размером 18×18×4 мм, но в 6 раз меньше и в 30 раз легче.

При проектировании печатной платы вблизи антенны необходимо предусмотреть согласующую цепь (рис. 12), которая поможет настроить антенну для повышения ее эффективности в небольшом пространстве, обеспечив резонанс нужных частот в соответствующих диапазонах. Подстройка осуществляется под каждый дизайн индивидуально, и зачастую в этом готов помочь сам производитель.

Рис. 12. Согласующая цепь для RAPTOR-SR4G053

В отличие от приведенных ранее типов, гибкие FPC-антенны легче всего интегрируются в небольшие приборы — ведь им не требуется «земляной» полигон либо область очистки непосредственно на печатной плате, к тому же плоскую часть антенны можно сложить и разместить даже в очень ограниченном пространстве.

На рис. 13 изображена навигационная антенна Bentoni-SRFG017 с кабелем и IPEX-разъемом для более удобного подключения при сборке прибора. Несмотря на то, что антенна не зависит от основной печатной платы, есть несколько основных правил, которыми нужно руководствоваться при ее размещении. Как видно на изображении, антенна излучает в шести основных направлениях. Для ее эффективной работы необходимо, чтобы как минимум три из них были свободны от препятствий радиосигналу. В оставшихся трех препятствия должны находиться на расстоянии не ближе допустимого производителем.

Рис. 13. Bentoni-SRFG017 и рекомендации по установке

В заключение следует отметить, что данный обзор посвящен наиболее популярным типам антенн, но далеко не всем. При проектировании устройства необходимо комплексно подходить к подбору антенны, ориентируясь не только на ВЧ-характеристики, но и на ряд других факторов. Ответив на следующие вопросы, инженер сможет сделать правильный выбор:

  • Какая площадь на плате доступна под антенну и согласующую цепь?
  • Какое пространство в целом отведено внутри прибора?
  • Какие компоненты могут быть препятствием для приема сигнала: металлические экраны, батареи, разъемы и т. п.?
  • Как будет ориентирован прибор относительно неба в ходе его эксплуатации?

 

Выводы

  • Наиболее эффективная и простая антенна имеет размеры 25×25 мм.
  • Для мультисистемных приемников рекомендуется использование 2-пиновых антенн в паре с гибридным ответвителем.
  • Для получения высокой (сантиметровой) точности необходимо использовать мульти­диапазонные приемники и антенны.
  • Для носимой электроники более популярны PCB- и керамические чип-антенны.
  • При отсутствии места на плате могут быть применены гибкие антенны на кабеле.
Литература
  1. cirocomm.com/en-global/home/index
  2. ES Specifier Design. Wireless trends and placement of antennas in smaller spaces. Geoff Schulteis, Senior Antenna Applications Engineer, Antenova Ltd. antenova.com

Антенны для крошечных печатных плат: основные соображения

Миниатюризация вряд ли является новой тенденцией, но более гладкие и компактные устройства создают среду, в которой встроенной антенне труднее работать должным образом. На устройствах с крошечными печатными платами существует обратная зависимость между доступным пространством на земле и производительностью и эффективностью беспроводной связи. Если устройству требуется сертификация оператора связи, весь проект вращается вокруг успешного прохождения тестов оператора связи, где, по оценкам, более половины всех устройств терпят неудачу с первой попытки.

Проблема усугубляется на частотах ниже 1 ГГц, где требования к длине заземляющего слоя превышают 10 см. В конструкциях с меньшей длиной заземляющего слоя эффективность антенны значительно снизится. Поэтому крайне важно учитывать физическую компоновку основной печатной платы, многие факторы которой можно отнести к механическим.

Мы рекомендуем принимать решение об антенне на ранних стадиях проекта, когда меньше ограничений, которые могут помешать работе антенны.Использование этого подхода важно, поскольку взаимосвязь между физическим дизайном и характеристиками антенны неразрывно связана.

Механические соображения

Материалы корпуса

Чтобы встроенная антенна хорошо работала, ей нужен корпус, который позволяет радиочастотной энергии покидать устройство. Наиболее распространенными материалами, вызывающими проблемы, являются металлы, хотя композитные материалы также могут влиять на излучение и эффективность антенны.

Как правило, такие материалы, как АБС и другие поликарбонатные пластики, позволяют антеннам эффективно излучать, поэтому по возможности выбирайте их.В противном случае вы можете рассмотреть возможность создания «окна» в вашем корпусе, чтобы разрешить радиопередачу.

Однако не только материал корпуса может повлиять на производительность. Зазор между корпусом и антенной (которую обычно лучше всего размещать на внешнем краю основной печатной платы) должен быть больше 3 мм.

Размер печатной платы

Меньшие устройства равны меньшим печатным платам. Более компактные печатные платы, как правило, также более сложны, особенно по мере того, как в современные устройства включается все больше и больше функций.Это означает не только то, что печатные платы обычно меньше, но и еще меньше места, предназначенного для антенны и связанных с ней радиочастотных схем/компонентов.

В нашем официальном документе за 2018 год мы рассмотрели компромисс между размером печатной платы и производительностью антенны. В нем были рассмотрены новые беспроводные технологии, такие как NB-IoT (и другие технологии дальнего действия с низким энергопотреблением), и был сделан вывод о том, что, хотя эти устройства должны быть небольшими, физические требования к антенне требуют 10 см или более длины плоскости заземления.

Для устройств, требующих сертификации, важно найти достаточно места для работы антенны. Особенно на таких рынках, как Северная Америка, может быть трудно достичь контрольных показателей производительности.

Разнесение, перекрестные помехи и изоляция

На печатных платах меньшего размера меньше места для физической изоляции нескольких антенн, даже если они работают на разных частотах. Например, в автомобильных приложениях (таких как OBD-трекер) важно, чтобы приемник GNSS работал с сотовой антенной поблизости в небольшом корпусе.

Если на одной печатной плате используется несколько антенн, листы технических данных являются полезными ресурсами для поиска набора антенн, которые можно разместить на противоположных сторонах печатной платы.

Существуют также проблемы, связанные с расположением близлежащих компонентов. Паразитная связь возникает, когда антенны создают перекрестные помехи с другими излучающими сигналами. Это может произойти с проводами, переключателями и многими другими компонентами.

Требования к конструкции

Требования к дизайну каждого устройства несколько различаются.Невозможно разработать единую конструкцию антенны, отвечающую всем требованиям. Сложности каждого устройства будут означать, что задачи проектирования и интеграции в каждом проекте будут разными.

Как насчет готовых решений?

Производители антенн часто создают эталонные проекты с оценочными платами , которые демонстрируют оптимальное размещение и зоны защиты от компонентов, которые могут создавать помехи.

  • Эталонные конструкции. Многие производители антенн создают эталонные конструкции (такие как это решение LTE или это решение OBD-II), которые можно использовать для достижения высокого уровня производительности с минимальной настройкой.
  • Оценочные платы. Производители антенн также создают оценочные платы, которые могут быть полезны при проектировании интеграции антенны с минимальным вмешательством. При наличии свободного места на главной печатной плате это может быть хорошим способом интеграции проверенного решения.
  • Индивидуальные антенны. Некоторые производители антенн предлагают возможность персонализировать готовые антенны, чтобы их можно было успешно модернизировать внутри устройства (может применяться минимальный объем заказа), но это позволит вам получить доступ к опыту и ресурсам, необходимым для достижения наилучшей производительности в пределах завершенный дизайн.

Выбор правильной антенны

Важно подходить к процессу интеграции антенны на ранней стадии цикла проектирования.Это гарантирует, что вы сможете интегрировать антенну как можно более плавно, при этом соблюдая требования к конструкции, чтобы обеспечить ее хорошую работу. Это особенно важно, когда речь идет о сертификации: устройство, которое не работает должным образом, может быть не одобрено для конкретного рынка.

Согласование бортовой антенны. Часть 1. Блог.В этом посте будет описана практическая процедура согласования бортовой антенны.

 

Что такое бортовая антенна?

В 80-х ожидания от антенны, встроенной в печатную плату, были низкими. Их использовали некоторые беспроводные телефоны 46/49 МГц. Люди не ожидали от них такой же производительности, как от телескопического хлыста или резиновой утки.

 

В настоящее время большинство мобильных телефонов имеют встроенные антенны, и пользователи ожидают от них хорошей производительности.Три года назад плохая работа антенны iPhone стала скандалом.

 

Микросхемные антенны занимают минимум места на плате. Вы можете получить улучшение производительности на несколько дБ по сравнению с антенной на чипе, просто используя дорожку, которая извивается от плоскости заземления и всех компонентов схемы.

 

В любом случае вам необходимо подобрать антенну. Использование чип-антенны не устраняет необходимости в согласующей сети между приемопередатчиком и антенной.

 

Припаяйте разъем к плате

Припаяйте небольшой разъем к плате рядом с местом подключения приемопередатчика 50 Ом.

Освободите детали таким образом, чтобы из этого разъема можно было «видеть» только согласующую сеть и антенну за ней.

 

Использую разъем типа U.FL или UMC. Эти разъемы легко припаиваются к плате и достаточно прочны для сопряжения с коаксиальным кабелем. Одна вещь, о которой следует знать, это У.FL имеют оголенный центральный проводник под деталью. Попробуйте немного приподнять его на каплях припоя, чтобы нижняя часть разъема не упиралась в землю или другую медь на плате.

 

Векторный анализатор цепей

Для согласования с антенной требуется векторный анализатор цепей (VNA). Он должен охватывать интересующую частоту и иметь «тестовый набор», позволяющий прибору генерировать сигнал и анализировать отраженный сигнал, поступающий из того же порта.Для более старого оборудования требуется отдельный «тестовый набор». В современных векторных анализаторах цепей это встроено. Я рекомендую самый дорогой, который работает на частоте до 2,5 ГГц и имеет встроенную функцию анализатора спектра.

 

Если вам нужно что-то получше, вы обычно платите более 10 000 долларов. VNA широко доступны для аренды, и в условиях низких процентных ставок в 2013 году ежемесячная арендная плата составляет всего 1/20 от покупной цены оборудования.

 

Калибровка или обнуление кабеля

Важно учитывать влияние кабеля. В векторных анализаторах цепей есть процедура калибровки, предписывающая пользователю подать на конец кабеля разомкнутую, короткозамкнутую нагрузку и нагрузку 50 Ом.

 

Хороший кабель не сильно ослабит сигнал. Если длина волны ненамного больше длины кабеля, фаза волны на концах кабеля будет разной. Если вам не удастся откалибровать кабель, вы получите достаточно точную информацию о том, сколько мощности отражает антенна, но не сможете внести изменения в согласующую сеть, чтобы улучшить ее.

 

Если частота больше 1ГГц, полезно сделать калибровку прямо на плате, припаяв обрыв, короткое замыкание и 50 Ом рядом с разъемом. Для УКВ и ниже можно использовать готовый калибровочный комплект или самодельные коннекторы на 50 Ом, короткие и распаянные на них.

 

Когда частота превышает 2 ГГц, нежелательная индуктивность резистора 0 Ом становится существенной. Рассмотрите возможность использования конденсатора на его последовательной резонансной частоте (SRF) вместо «короткого замыкания».Это не будет идеальным коротким замыканием, но это лучше, чем резистор 0 Ом.

 

Если все сделано правильно, нагрузка 50 Ом приведет к тому, что кривая S11 останется близко к центру по всему спектру. В качестве проверки работоспособности вы можете протестировать калибровку, подключив к концу коаксиального кабеля короткозамкнутую, разомкнутую и 50-омную нагрузку и убедившись, что кривая S11 появляется слева, справа и в центре соответственно для этих случаев. Если какие-либо из них радикально далеки от ожидаемых местоположений, повторите калибровку, чтобы убедиться, что в какой-то момент калибровки не было нежелательного короткого замыкания или обрыва.

 

После того, как вы все сделаете правильно, VNA покажет вам точное значение импеданса в точке на плате, где установлен разъем. Вы готовы начать экспериментировать с сопоставлением сетей.

 

На следующей неделе — Процедура сопоставления

На следующей неделе я предложу процедуру использования показаний VNA для получения хорошего совпадения в интересующем диапазоне.

Выбор материалов для печатных плат с низким коэффициентом PIM

Загрузите эту статью в формате .ПДФ

Антенны

бывают разных форм и размеров, хотя антенны на печатной плате (PCB) обеспечивают высокую производительность в миниатюрных размерах. Конечно, многие антенны, в том числе основанные на печатных платах, должны быть спроектированы и изготовлены с учетом минимального уровня пассивной интермодуляции (PIM) для максимальной эффективности в современных средах с большим количеством сигналов. Для антенн на печатных платах низкий PIM зависит от конструкции антенны, а также от выбора материала радиочастотной/микроволновой схемы, поскольку материалы схемы могут в значительной степени влиять на общие характеристики PIM антенны на печатной плате.

PIM — это нелинейный диодоподобный эффект, который приводит к созданию нежелательных гармонических сигналов при объединении двух или более сигналов (например, от разных передатчиков). Эти дополнительные сигналы могут вызвать проблемы, когда они находятся на достаточном уровне энергии и когда они попадают в диапазон частот приемника и могут помешать приемнику обнаружить свои предполагаемые внутриполосные сигналы. Хотя PIM может повлиять не на каждое приложение, он может нарушить работу систем беспроводной связи, особенно тех, которые пытаются восстановить сигналы низкого уровня.

PIM может возникать на любом соединении или интерфейсе с двумя разными металлами, такими как разъемы и кабельные сборки или антенны и антенные каналы. Ослабленные разъемы и разъемы с внутренней ржавчиной или окислением могут вызвать ПИМ. Материалы ПХБ также могут быть источниками ПИМ, будь то из самих материалов или в точках подачи. Но, понимая, как различные параметры материалов схемы связаны с PIM, можно выбрать многослойные схемы, которые с меньшей вероятностью будут способствовать проблемам PIM в антеннах на печатных платах.

Антенны для печатных плат

Высокочастотные антенны, изготовленные в виде печатных плат, могут иметь множество конфигураций, от простых диполей до более сложных конструкций на основе кольцевых резонаторов и линз Ротмана. Одной из наиболее популярных антенн на печатных платах является микрополосковая патч-антенна, которую можно изготовить просто и компактно для заданного диапазона частот (рис. 1) . Во многих приложениях используется несколько патчей или резонансных структур на печатной плате для создания сети формирования луча (BFN) или антенны с фазированной решеткой с возможностью электронного управления амплитудой, фазой и направлением низкопрофильной структуры антенны на печатной плате для радаров и систем связи. .Компактные плоские антенны на печатных платах также вызывают растущий интерес на частотах миллиметрового диапазона, например, для 77-ГГц усовершенствованных систем помощи водителю (ADAS) для автомобильных электронных систем безопасности, для таких функций, как обнаружение слепых зон, автоматические тормозные системы и предотвращение столкновений. . Поскольку уровни мощности сигнала в таких системах низкие, приемники ADAS полагаются на высокую чувствительность для надежного обнаружения радиолокационных сигналов, отраженных от таких целей, как пешеходы и другие транспортные средства.

Хотя PIM обычно является результатом неоднородных материалов в соединениях схемы, таких как паяные соединения или разъемы, характеристики материала схемы, такие как шероховатая поверхность медных проводников и различные типы покрытия, могут способствовать как более низким, так и более высоким уровням PIM.Ряд параметров материала схемы можно использовать в качестве руководства для достижения более низкого PIM в антеннах на печатных платах.

Диэлектрическая проницаемость (Dk) является отправной точкой для многих инженеров при выборе многослойной схемы для такой конструкции, как микрополосковая патч-антенна. Влияние материала схемы Dk на размеры схемы подробно описано для четырех примеров таблицы , показывающих, как размер микрополосковой патч-антенны для данной частоты уменьшается с увеличением значения Dk. Таблица была создана с помощью программы MWI-2017, которую можно бесплатно загрузить с сайта Rogers Corp.интернет сайт. Длину (L) и ширину (W) микрополосковой патч-антенны можно найти из пары простых уравнений:

W = (c/2f r )[2/(Dk эфф +1)] 0,5

L = λ/[2(Dk эфф ) 0,5 ] — 2ΔL

где

Dk eff = эффективная диэлектрическая проницаемость микрополосковой цепи;

λ = длина волны на основе микрополосковой схемы;

f r = резонансная частота излучающего элемента накладки;

c = скорость света в свободном пространстве; и

ΔL = расширение пятна из-за окантовки электрического поля.

Элемент микрополосковой патч-антенны излучает электромагнитную энергию в свободное пространство при передаче и возвращает электромагнитную энергию в подключенную цепь (например, приемник) при приеме. Но патч — это всего лишь один компонент антенны на печатной плате, а фидерная линия — еще одна важная часть. Фидерная линия передает электромагнитную энергию между подключенной микрополосковой схемой и излучающей пластиной для передачи и приема. В идеале патч должен иметь высокое излучение, в то время как фидерная линия должна иметь низкое излучение, обеспечивая эффективную передачу энергии от схемы к патчу.

Четыре различных конфигурации фидеров (рис. 2) доступны для подключения к микрополосковой заплате: со слабым зазором, питание нижнего слоя (где линия питания в многослойной схеме находится под заплаткой), с плотным зазором и через четверть -волновой (λ/4) трансформатор. Линии питания отличаются сложностью и гибкостью. Например, при питании нижнего слоя разработчик может выбрать наилучший материал схемы на внешнем слое для оптимального излучения патча и другой материал схемы для внутренних слоев, чтобы свести к минимуму излучение и вносимые потери для линии питания.

Более толстые материалы схемы более подвержены воздействию радиации. В результате, как правило, материалы схем для излучающих антенных элементов, таких как микрополосковые патчи, должны быть относительно толстыми и иметь низкое значение Dk (например, от 2,2 до 3,5). Материалы схем с более высокими значениями Dk можно использовать, когда необходимо создать патч-антенны меньшего размера, хотя материалы с более высокими значениями Dk менее склонны к излучению, а антенны на печатных платах более сложны при использовании материалов схем с высокими значениями Dk.

Полицейский PIM

Антенны, виновные в высоком уровне PIM, могут привести к потере данных в беспроводных телекоммуникационных системах, таких как беспроводные сети 4G LTE. Такие сети полагаются на распределенные антенные системы (DAS) для расширенного беспроводного покрытия, и ожидается, что то же самое будет верно и для новых беспроводных сетей 5G, хотя и на более высоких частотах.

Для двух внутриполосных несущих частот f1 и f2 в приемопередающей системе PIM может возникать как результат смешивания nf1 – mf2 и nf2 – mf1, где n и m — целые числа.Сгенерированные продукты PIM классифицируются по порядковым номерам, причем порядок определяется суммой m и n, например продукты PIM третьего порядка 2f1 – f2 и 2f2 – f1 (рис. 3) . Продукты третьего порядка проблематичны, потому что они могут попадать в полосу частот приемника и могут блокировать прием, если их уровень достаточно высок.

Амплитуды продуктов PIM являются функцией не только амплитуд f1 и f2, но и порядкового номера PIM, при этом амплитуды продуктов PIM уменьшаются с увеличением порядкового номера.В результате продукты PIM пятого, седьмого и девятого порядка обычно имеют уровни мощности, которые не влияют на характеристики приемника.

Что считается низким PIM? Приемлемое значение варьируется от системы к системе, при этом −145 дБн часто считается достаточно низким для оборудования DAS, используемого в системах 4G-LTE, которые включают в себя другие пассивные компоненты, такие как разъемы и кабели. Как правило, уровень -140 дБн или хуже считается плохим качеством PIM, в то время как -150 дБн считается хорошим, а -160 дБн — отличным.

Уровни PIM антенн и других пассивных компонентов измеряются в специально сконструированных безэховых камерах, в которых уровень до -170 дБн, вероятно, находится за пределами окружающего шума испытательной камеры. Более реалистичный уровень шума для большинства испытательных камер PIM составляет −165 дБн при выполнении измерений с двумя тестовыми сигналами +43 дБм.

Low PIM особенно важен, когда одна и та же антенна используется для функций передачи и приема с общим фидером. Всякий раз, когда передатчики и приемники совмещены в системе, любое нежелательное нелинейное смешивание нескольких передаваемых сигналов может привести к PIM с амплитудами, достаточными для ухудшения характеристик приемника.Некоторый вклад со стороны антенны на печатной плате в плохие характеристики PIM может зависеть от понимания роли, которую различные характеристики материалов играют в создании PIM.

Диэлектрическая часть ламината, такого как керамика или ПТФЭ, оказывает меньшее влияние на вклад ламината в PIM, чем относительная шероховатость поверхности слоя медного проводника. Для цепей на основе одного и того же диэлектрического материала (например, ПТФЭ с тканым стекловолокном или керамическим наполнителем) схема с шероховатой поверхностью медного проводника будет иметь худшие характеристики PIM, чем такая же схема с более гладкой медной поверхностью.

Чтобы лучше понять взаимосвязь шероховатости поверхности меди ламината с PIM, был проанализирован материал схемы с хорошими характеристиками PIM с медной фольгой, имеющей сильно различающиеся характеристики шероховатости поверхности. Шероховатость поверхности каждой медной фольги была измерена перед изготовлением ламинатов схемы с фольгой, а затем были измерены характеристики PIM каждого из ламинатов путем формирования микрополосковой испытательной схемы линии передачи на каждом ламинате. Было обнаружено, что PIM неуклонно растет с увеличением шероховатости поверхности меди (рис.4) .

Гальваническое покрытие материала печатной платы также может влиять на характеристики PIM антенн и других пассивных компонентов, изготовленных из этого материала. Ферромагнитные материалы, такие как никель, не являются хорошими материалами для достижения низких уровней PIM. Исследования схем с иммерсионным оловом в качестве окончательного покрытия, как правило, показывают лучшие характеристики PIM, чем схемы из чистой меди, в то время как схемы с покрытием из химического никеля и иммерсионного золота (ENIG) обеспечивают плохие характеристики PIM из-за содержания никеля.

Обработка цепей может быть полезной для достижения низких уровней PIM для антенн и других пассивных компонентов, изготовленных на этих обработанных цепях. Схемы с паяльной маской по оголенной меди обычно обеспечивают лучшую производительность PIM, чем схемы с оголенной медью. Чистые контуры без остатков, оставшихся после влажной химической обработки, являются важной основой для низкой производительности PIM. Цепи с любой формой остаточного ионного загрязнения могут ухудшить работу PIM.

Точно так же качество травления схемы также важно для хороших характеристик PIM.Если проводник был недостаточно протравлен, небольшие медные дендриты, оставшиеся по краям цепи, могут привести к ухудшению характеристик PIM.

Уровень PIM, демонстрируемый пассивным компонентом, может быть повышен за счет тщательного выбора материала схемы, хотя даже материал с низким PIM не вылечит все болезни PIM для некоторых схем. Некоторые типы схем более восприимчивы к PIM, чем другие, как показал эксперимент с материалом схемы RO4534 толщиной 32,7 мил от Rogers Corp. Ламинат антенного класса имеет Dk 3.4 с допуском ±0,08 и низким коэффициентом рассеяния (малыми потерями) 0,0027 на частоте 10 ГГц.

Один и тот же лист материала был использован для изготовления трех различных схем: линии передачи, полосового фильтра и фильтра нижних частот (рис. 5) . На PIM влияет плотность тока, и хотя эти схемы были сформированы из одного и того же материала схемы, различия в PIM были значительными; фильтры и их более высокая плотность тока имели гораздо более высокие уровни PIM, чем более простая схема линии передачи.Материал RO4534 имеет низкую PIM -157 дБн при оценке с двумя тестовыми тонами +43 дБм с использованием микрополосковой испытательной машины для линий передачи.

Как показывают эксперименты, простые схемы линий передачи, которые могут использоваться для антенных фидеров, могут достигать уровней, близких к номинальным PIM материала. Тем не менее, PIM также очень зависит от конфигурации схемы.

Джон Кунрод, менеджер по техническому маркетингу

Rogers Corp., Advanced Connectivity Solutions, 100 S.Рузвельт Авеню, Чандлер, AZ 85226-3416; (480) 961-8398

Три кратких совета по использованию U.FL

Введение

Поскольку количество продуктов SparkFun с беспроводными или радиочастотными (РЧ) приложениями продолжает расти, мы подумали, что было бы полезно провести ускоренный курс по одному из самых распространенных проигрывателей: разъему U.FL.

U.FL и множество совместимых разъемов (таких как I-PEX, IPX или UMCC) предназначены для подключения небольших коаксиальных кабелей, которые предпочтительны в беспроводных приложениях из-за экранирования, которое обеспечивает внешний проводник.Мы используем эти разъемы, потому что они маленькие и недорогие, а также потому, что с коаксиальными кабелями меньшего размера, используемыми с ними, гораздо проще иметь дело. Однако они немного сложнее в использовании и более хрупкие, чем их более крупный сводный брат (разъем SMA), поэтому не помешает получить краткое руководство по их использованию.

На этой фотографии показаны вилка и розетка разъема U.FL. Слева к кабелю прикреплена розетка, а вилка припаяна к плате.(Кстати, пол разъема всегда определяется полом электрических контактов, а не полом пластиковых кожухов или других посторонних материалов).

В руках нетерпеливого изобретателя незащищенные U.FL подключаются/отключаются намного чаще, чем те, которые находятся глубоко внутри мобильного телефона потребителя. Техническое описание Hirose показывает, что они удосужились протестировать повторное использование только до 30 циклов, поэтому следуйте этим советам, чтобы ваши разъемы работали хорошо как можно дольше!

Подключить

Уход за вашим U.Разъем FL предназначен для поддержания этого блестящего электрического контакта в первозданном виде! Грязь, окисление и горная роса увеличивают импеданс антенны и уменьшают дальность действия. Согнутые контакты вообще не пропускают никаких электрических пикси, и эти проблемы «это работает, если я держу их правильно» определенно хуже всего для устранения!

При соединении частей U.FL сначала убедитесь, что ваш палец относительно чистый. Чтобы не давить на соединение, зажмите кабель на один-два сантиметра от конца и постарайтесь выровнять его так, чтобы разъем-розетка располагался равномерно по поверхности разъема-вилки.Затем вы можете слегка коснуться пальцем вершины сложенных разъемов — если это похоже на старые качели вашей начальной школы, попробуйте еще раз, вы хотите, чтобы это было стабильно. Также убедитесь, что два разъема расположены по центру друг относительно друга слева направо и сверху вниз, если смотреть на разъем сверху платы.

Если все в порядке, используйте самый центр пальца, чтобы сильно нажать вниз — вы почувствуете приятное «ощущение блокировки», как говорится в техническом описании! (P.S. Мне пришлось отодвинуть палец в сторону, чтобы вы могли видеть там разъем, но вы действительно должны приложить усилие, чтобы нажать прямо в центр разъема)

Конечный результат должен выглядеть так: очень счастливый 1-канальный шлюз ESP32 LoRa:

Защита

Вы можете представить себе внешнюю захватывающую часть женского U.Разъем FL сделан из крыльев стрекозы — очень красивый, но хрупкий. Прикладывание к ним ненужных усилий, например крутящего момента из-за нестандартного натяжения кабеля, может привести к тому, что они отогнутся от вилочной части разъема и перестанут обеспечивать надежное соединение. Предотвращение этого также должно быть приоритетом при перемещении проекта или создании окончательной установки.

Предотвращение этого странного крутящего момента называется разгрузкой от натяжения , и есть несколько способов сделать это:

  • Обмотайте кабель лентой
  • Пропустите кабель через отверстие для снятия натяжения на плате (если применимо)
  • Приклейте кабель
  • Или придумайте что-нибудь другое, лишь бы оно ослабляло любые силы, которые могут быть случайно приложены к кабелю

При любом методе снятия натяжения вы должны позволять кабелю изгибаться естественным образом в месте крепления, чтобы не передавать какие-либо силы или крутящие моменты на разъем.Шлюз ESP32 имеет очень удобный канал прямо под модулем ESP32, который можно использовать для создания ленточной палатки . Обеспечивает красивое и надежное соединение без необходимости прижимать кабель!

Если поблизости есть неиспользуемое сквозное отверстие, перед подключением можно также заправить разъем u.FL. Ниже приведен пример продевания кабеля u.FL через монтажное отверстие перед подключением к плате GPS NEO-M9U. Не стесняйтесь добавлять дополнительный компенсатор натяжения, используя горячий клей или ленту на плате, чтобы уменьшить нагрузку на маленький разъем.

Отключить

Неизбежно вам захочется сменить антенну радиоприемника из ланч-бокса на что-то более стильное (кто не хочет Yagi…). Хотя заманчиво (и определенно легко) просто оторвать кабель, как лейкопластырь мы настоятельно рекомендуем вам не делать этого. Помните крылья стрекозы? Да, эти внешние разъемы могут быть достаточно согнуты, чтобы сделать соединение неплотным, или центральный контакт штекерного разъема может быть согнут в сторону, что затруднит подключение в следующий раз.На самом деле существует «специализированный» инструмент для их отключения — ни у кого нет на это времени! Вместо этого попробуйте использовать:

  • Пара пинцетов
  • Угловые кусачки (воу, не слишком сильно!)
  • Плоский инструмент, похожий на лопатку
  • Ваше воображение (ну не напрямую…)

Вот слайд-шоу до и после техники пинцета:

Точно так же, как когда вы соединили две половинки, игра называется «крутящий момент лава», что, конечно, означает, что вы не хотите крутить разъем, когда он отрывается.Крепко (но не раздавливая) возьмитесь за разъем-розетку чуть ниже толстой верхней части (там будет хорошая маленькая кромка, за которую можно держаться, когда вы будете тянуть вверх). Тогда все, что вам нужно сделать, это оторваться от доски. Когда женская часть отделена, у нее больше нет мужской части, чтобы внешние контакты не изгибались внутрь, поэтому будьте осторожны.

На самом деле любой инструмент, которым можно поймать выступ под гнездовым разъемом, подойдет. При использовании этих прямоугольных кусачек я просто следил за тем, чтобы толстая часть моей ладони держала их открытыми, чтобы не раздавить разъем.Затем я использовал свой большой палец в качестве точки опоры (чем дальше от разъема, тем лучше для более прямого натяжения) и разделил две половинки.

Если у вас нет двустороннего инструмента, вы также можете попробовать технику «spudger». Это немного сложнее сделать правильно, но таким образом также можно минимизировать крутящий момент на разъеме. Для этого подложите что-нибудь тонкое и жесткое под кабель и прижмите наконечник прямо к корпусу разъема. Теперь прижмите кабель к плоскому предмету как можно ближе к разъему.Если можете, немного оттяните кабель прямо от разъема (это помогает противодействовать крутящему моменту, возникающему при подтягивании только с одной стороны). Наконец, используйте свою плоскую жесткую деталь, чтобы поднять разъем вверх и в сторону.

Теперь вы знаете основы подключения, защиты и отключения разъема U.FL. Иди править эфиром!

Ресурсы и дальнейшее развитие

Нужно вдохновение для вашего следующего проекта? Посмотрите некоторые из этих руководств.

Руководство по подключению SparkFun SAMD21 Pro RF

Использование сверхбыстрых, даже ослепляющих, быстрых тактов SAMD21 с частотой 48 МГц и модуля RFM96 для подключения к сети Things Network (и другим радиодеревьям).

Чип Антенна Против. Антенна на печатной плате: руководство по сравнению

Понимание сравнения антенны на микросхеме и антенны на печатной плате важно при выборе антенны для встраиваемых систем.Вашему электронному устройству нужна антенна для подключения через радиочастоту (RF). Типичными примерами радиочастотных устройств в мире электронного производства являются рации, гаджеты с поддержкой Bluetooth и спутниковая связь. Антенны являются основным компонентом радиочастотных устройств и могут существенно влиять на их работу. Превосходная производительность, уменьшение размера и низкая стоимость являются основными требованиями к современным ВЧ-приложениям.

Что касается сравнения чип-антенны и антенны на печатной плате, будет полезно, если вы рассмотрите антенну с дорожкой на печатной плате при минимизации стоимости всего устройства.С другой стороны, антенны с керамическим чипом обеспечивают эффективную общую производительность с точки зрения миниатюризации и производительности. В этой статье мы углубимся в дискуссию о чип-антенне и антенне на печатной плате. В нем обсуждаются плюсы и минусы каждого из них, а также требования к конструкции, которые следует учитывать при выборе правильной антенны для использования в вашей конструкции.

1. Что такое антенна с керамическим чипом?

При сравнении чип-антенны с антенной на печатной плате вы должны признать антенны с керамическим чипом за их меньшие пространственные требования.Кроме того, вы можете легко включить их в печатные платы для генерации высокочастотных электромагнитных частот. Тем не менее, они имеют ограниченный радиочастотный диапазон, что делает их идеальными для небольших гаджетов, таких как маршрутизаторы Wi-Fi и смартфоны. В целом, чип-антенны производят и принимают радиочастоты так же, как и другие антенны. Только они меньше по размеру по сравнению с печатными антеннами. Однако именно их небольшие размеры позволят эффективно монтировать их внутри электронных изделий. Кроме того, это более дешевая альтернатива, когда вы не хотите жертвовать качеством продукта.

2. Что такое трассировочная антенна для печатных плат?

Антенна с дорожкой на печатной плате состоит из дорожки, нарисованной непосредственно на печатной плате. Важно понимать, что тип антенны и требования к пространству определяют тип трассы. Трассировки платы, которые вы можете использовать, включают в себя перевернутые F-образные трассировки, прямые, изогнутые, извилистые и круговые трассировки.

Как правило, антенна на печатной плате действует как метод беспроводной связи. Кроме того, во время изготовления печатной платы вы должны ламинировать свою дорожку на поверхность платы.Но иногда следы печатных плат охватывают много слоев, особенно в многослойных печатных платах.

3. Антенна с керамическим чипом по сравнению с антенной с керамическим чипом. Антенна для печатной платы: плюсы и минусы

3.1 Антенна с керамическим чипом
Плюсы

В дебатах между антенной на чипе и антенной на печатной плате нельзя отрицать, что использование антенны на керамическом чипе дает многочисленные преимущества. В частности, он устраняет необходимость в дорогостоящем программном обеспечении для производства прототипов и моделирования. Способность антенны к сетевой настройке и отсутствие физических свойств гарантируют вышеуказанные преимущества.Антенны с керамическим чипом обеспечивают больше преимуществ, таких как:

  • Поставляются отдельными частями.
  • Вы можете легко получить небольшие размеры и множество конфигураций для различных дизайнов.
  • Непосредственная близость к другим частям не создает неблагоприятных эффектов, как в антеннах PCB Trace.
  • Факторы окружающей среды и человеческий фактор оказывают незначительное воздействие на антенны Chip по сравнению с антеннами Trace.
  • Они предлагают гибкие варианты настройки и тестирования.
  • Вы можете легко внести изменения в конструкцию.
Минусы

Как и все в этом мире, у керамических антенн есть и темная сторона. Ниже приведены недостатки керамических печатных плат:

  • Первоначальные затраты на антенну и логистику могут быть выше, чем на антенну PCB Trace.
  • Для оптимальной реализации требуются некоторые знания в области радиочастот.
  • Производительность ниже, чем у трассирующей антенны.

3.2 Антенна для трассировки печатной платы
Профи

Сторонники дебатов между антенной на микросхеме и антенной на печатной плате утверждают, что трассировочную антенну сложно применять, создавать и настраивать.Это особенно верно в случае последовательной и небольшой операции. Кроме того, как и в случае с проволочной антенной, предельные частоты полосы пропускания определяют размер трассирующей антенны. Ниже приведены основные преимущества трассировочной антенны на печатной плате.

  • Низкие производственные затраты, так как вы интегрируете трассировку в процесс производства платы.
  • Трассировочная антенна может работать в широкой полосе пропускания при максимальной настройке.
  • Структура дорожки печатной платы проста, и, поскольку антенна размещается на поверхности, профиль структуры относительно тонкий.
  • Обеспечивает повышенную прочность и надежность сети.
  • Вы можете легко вставить его в печатную плату во время производства.
Минусы

Минусы антенны Trace:

  • Создается тяжело, в основном на минимальных частотах.
  • Трассировочная антенна очень подвержена модификациям печатной платы, что требует настройки после каждого изменения или воспроизведения.
  • Требует много места, тем более на минимальных частотах.
  • Потребность в большем пространстве на плате увеличивает затраты на проектирование.
  • Они чувствительны к человеческому фактору и факторам окружающей среды.

4. Микросхема Антенна Против. Антенна на печатной плате: советы по проектированию встроенной антенны

Антенны являются важными компонентами беспроводной системы. Однако большинство дизайнеров часто считают их второстепенными. Планирование конструкции вашей антенны в начале производственного процесса позволит извлечь выгоду из производительности продукта.Кроме того, это также устранит задержки и репродукции на более поздних этапах. Ниже приведены несколько важных советов, которые помогут вам в подготовке проекта встроенной антенны.

4.1 Материалы

Независимо от того, вырезаете ли вы конструкцию антенны из доски, пластика или штампованного металла, убедитесь, что эти материалы обладают устойчивыми диалектическими свойствами. Недорогие диэлектрические материалы для плат FR4 значительно отличаются от одного поставщика к другому. Вот почему вы должны с самого начала указать материалы для вашей платы.

4.2 Предложения по физике

Чтобы обеспечить широкий диапазон рабочих характеристик вашего электронного устройства, вам нужна эффективная антенная система. Кроме того, вы должны оставить достаточно места для антенной системы. Поэтому, пожалуйста, участвуйте в начальных этапах цикла производства вашего гаджета. Это позволит вам обсудить и согласовать варианты дизайна. У вас также будет возможность избавиться от любых потенциальных компромиссов.

4.3 Местонахождение продукта

Когда вы размещаете антенну на крайних концах вашего продукта, она становится чувствительной к непосредственным условиям окружающей среды.Поэтому вам следует подумать о том, как вы планируете использовать свой продукт и где вы собираетесь его разместить. Например, вы должны убедиться, что ваша антенна не закрыта руками конечного пользователя, когда он держит его естественным образом для ручного гаджета. Что касается настенных устройств, спросите себя, будут ли потребители закреплять их на металлических деталях. Это связано с тем, что металлические поверхности значительно влияют на характеристики продукта.

4.4 Корпуса и покрытия

Не накрывайте антенну металлическим кожухом и не используйте металлическое покрытие для обеспечения высоких характеристик антенны.Кроме того, свяжитесь с вашими коллегами по механике и идентификации в вашей компании, чтобы убедиться, что область, окружающая вашу антенну, свободна от каких-либо материалов, которые могут повредить.

4.5 Внутренние конструкции

Расположение внутренних металлических узлов по отношению к антенне также влияет на характеристики изделия. Например, в носимых гаджетах батарея является основным компонентом общей сборки. Поэтому вы должны определить его местоположение и функцию в конструкции вашей антенны.

4.6 Вес антенны

Когда вы говорите о встроенной антенне, вы имеете в виду физический компонент. Например, резная часть печатной платы или металлизированный пластиковый участок корпуса. Но в большинстве случаев это формирует единую часть антенной системы. Основное системное заземление состоит из оставшейся половины. Поскольку это обычно основное заземление платы, вы должны обеспечить достаточный вес, чтобы антенна могла вибрировать надлежащим образом.

4.7 Чувствительность цепи EMI/RFI

Беспроводные системы состоят из передатчиков и приемников.Передатчик может создавать помехи соседней цепи. Это делает приемник уязвимым для помех от местных цепей. Таким образом, вы должны расположить антенну относительно чувствительных схем для достижения высокой производительности беспроводного продукта.

5. Микросхема антенны по сравнению с. Антенна на печатной плате: Проблемы с расстройкой частоты антенны во время тестирования

Поскольку компоновка платы существенно влияет на характеристики антенны, ее необходимо настроить для достижения максимальной производительности системы.Важно понимать, что соответствующее согласование электрического сопротивления обеспечивает полную частотную передачу в соответствующем диапазоне.

С трассовыми антеннами, поскольку конструкция антенны тяготеет к общему дизайну платы, вам сложно провести настройку и установить максимальную производительность. Кроме того, минимальная диэлектрическая проницаемость платы делает антенну слишком уязвимой для конструктивных изменений и вариантов допусков. В таких случаях вам необходимо повторно раскрутить печатную плату, чтобы добиться максимальной производительности антенны.

С помощью керамических антенн вы можете изменять параметры согласования, чтобы обеспечить встроенную расстройку. Большинство инженеров предпочитают метод П-типа, так как он обеспечивает наибольшую гибкость в настройке рабочей полосы пропускания.

При проектировании предпочитаемой согласующей сети можно использовать векторный анализатор цепей (VNA) для проверки схемы тестирования печатной платы. Кроме того, ВАЦ поможет вам определить входное сопротивление антенны. Вы можете найти S-параметр, диапазон КСВ, чтобы получить эффективность вашей керамической антенны на печатной плате.

WellPCB предоставляет услуги по оптимизации керамических антенн. Наш персонал RF настроит согласующую сеть в соответствии с вашим предпочтительным сопротивлением, используя передовые технологии для достижения максимальной производительности. Важно отметить, что согласование повышает эффективность антенны для выбранной полосы пропускания в рабочей среде продукта. Наш персонал также оценивает проектные схемы на предмет надлежащего использования пространства печатной платы.

Заключительные мысли о чип-антенне в сравнении с антенной. Сравнение антенн на печатной плате

Что касается сравнения антенны на чипе и антенны на печатной плате, антенна на чипе испытывает меньшую расстройку из-за человеческого фактора и факторов окружающей среды, чем антенна на печатной плате.Две антенны обеспечивают лучшее расстояние между антеннами в устройствах с несколькими радиостанциями и превосходят антенны на печатных платах при выборе оптимального типа антенны и его соответствующей реализации.

Вы должны протестировать работу вашей антенны в окончательном, полностью практичном продукте, используя измерения OTA. С антеннами на печатных платах ошибки оценки обходятся дорого и требуют сложного устранения, а также требуют многочисленных итераций платы. Помните, что чип-антенна — это отдельная деталь; поэтому вы можете легко и быстро улучшить его.Вы можете подкрутить настройку и проверить работоспособность системы, изменив только антенную часть. Мы надеемся, что руководство по сравнению чип-антенн и антенн на печатной плате поможет вам выбрать правильную антенну для встраиваемых систем.

Интернет-шлюз T-Mobile 5G Руководство по внешней антенне

Важное примечание : Для подключения внешних антенн вам необходимо открыть шлюз T-Mobile. Внимательно прочтите наши инструкции, чтобы не повредить устройство.Шлюзы принадлежат T-Mobile, и они могут взимать с вас плату за ремонт, если вы возвращаете поврежденное шлюзовое устройство.

Использование антенны MIMO за пределами вашего здания, направленной на ближайшую вышку, может помочь вам получить максимально возможную скорость передачи данных 4G LTE и 5G.

Интернет-шлюз T-Mobile 5G имеет четыре внутренних порта U.FL, которые позволяют подключить к устройству две антенны MIMO 2×2 или антенну MIMO 4×4.

Для доступа к портам антенны требуется разборка.И мы рекомендуем быть осторожным : если вы повредите устройство, а затем вернете его, T-Mobile может взимать с вас плату за ущерб. Приведенные ниже инструкции помогут вам подключить и проверить антенны, не повредив устройство.

Мы рекомендуем два разных варианта антенн MIMO для использования с интернет-шлюзом T-Mobile 5G:

Этот комплект панельной антенны MIMO обеспечит значительное улучшение сигнала, даже если вы окружены деревьями, холмами или высокими зданиями.

Для большинства пользователей лучшим выбором внешней антенны для интернет-шлюза T-Mobile 5G является наш комплект панельной антенны 2×2 MIMO.Эта антенна не требует прямой видимости к вышке.

Использование всех четырех антенных портов на шлюзе T-Mobile обеспечивает 4×4 MIMO и часто приводит к более высокой производительности.

Эти кросс-поляризованные логопериодические антенны имеют более высокий коэффициент усиления и большую направленность, но лучше всего работают, если у вас есть прямая видимость на вышку.

Однако, если у вас есть прямая видимость до ближайшей вышки , мы рекомендуем вместо этого использовать комплект логопериодической антенны 4×4 MIMO. Это использует четыре антенны и обеспечивает производительность 4×4 MIMO, что часто может увеличить скорость передачи данных.Более высокий коэффициент усиления этих антенн также может повысить производительность, но только в том случае, если у вас есть прямой выход на вышку.

Большинство людей увидят самое большое улучшение с комплектом антенны 2×2 MIMO, как те, которые указаны выше. Если вы хотите поэкспериментировать с обновлением до конфигурации 4×4 MIMO, иногда это может привести к еще более высокой скорости передачи данных.

Чтобы воспользоваться преимуществами 4×4 MIMO, вам необходимо использовать вместе два наших комплекта антенн MIMO и подключить их ко всем четырем внутренним антенным портам U.FL.Затем разделите фактические антенны примерно на 3-6 футов и направьте их на одну и ту же башню, чтобы получить скорость 4х4.

Есть одно большое заблуждение о внешних антеннах.

Большинство людей думают, что внешние антенны в первую очередь помогают увеличить скорость передачи данных, увеличивая мощность сигнала.

Но это не так.

Увеличение мощности сигнала на самом деле, вероятно, является третьим по важности способом, которым помогают внешние антенны.

Вот три основных способа, которыми внешние антенны помогут вам увеличить скорость передачи данных:

Прежде чем приступить к работе, рекомендуется провести пару тестов скорости в помещении с устройства, подключенного к WiFi вашего шлюза. Результаты будут немного колебаться, но это базовый уровень, который вы пытаетесь улучшить.

После того, как вы проверили базовую скорость интернета, вы готовы установить внешние антенны. Интернет-шлюз T-Mobile 5G не имеет портов для внешних антенн, но можно получить доступ к внутренним портам и установить адаптеры, позволяющие подключать антенны.

В следующем разделе этого руководства мы покажем вам, как открыть шлюз, подключить адаптеры для внешних антенн и снова закрыть его.

Перед началом работы вам потребуется следующее:

  • Маленькая крестовая отвертка
  • Отвертка Torx T10
  • Тонкий пластиковый рычажок (старые банковские карты тоже подойдут)
  • Острогубцы или пинцеты
  • Два переходника с вилкой U.FL на N-гнездо (входят в комплект внешней антенны)
  • Немного изоленты
  • Надежный контейнер для хранения винтов и мелких деталей во время работы
Важное примечание:

Будьте осторожны, чтобы не повредить домашний интернет-шлюз T-Mobile при разборке.

В рамках вашего соглашения с T-Mobile вы «одалживаете» у них это оборудование. Когда вы закончите свою услугу, вам, вероятно, потребуется вернуть шлюз в T-Mobile. Если есть повреждение устройства, они по контракту могут взимать с вас до 370 долларов в качестве платы за ущерб.

Waveform не дает никаких гарантий и не несет никакой ответственности за ущерб, причиненный вашему устройству при следовании этим инструкциям. Пожалуйста, действуйте на свой страх и риск.

Если вы все же решите вернуть свое устройство в T-Mobile, перед этим обязательно повторно подключите существующие разъемы внутренней антенны.

Пошаговое руководство по установке адаптеров для внешних антенн

Шаг 1: Выключите интернет-шлюз T-Mobile 5G и отсоедините кабель питания.

Шаг 2: Отвинтите винт с крестообразным шлицем, крепящий держатель SIM-карты, и снимите держатель SIM-карты.

Шаг 3: Отвинтите два винта T10 на нижней крышке и осторожно потяните, пока они не высвободятся.

Шаг 4: Освободите зажим, удерживающий аккумулятор, и извлеките его из устройства.

Шаг 5: Удалите четыре винта T10, крепящих внешний корпус в каждом углу.

Шаг 6: Теперь снимите внешний кожух. Будьте осторожны, чтобы не повредить зажимы на любом из портов Ethernet, и убедитесь, что кнопка питания остается в выключенном положении (выдвинута) при снятии корпуса.

Шаг 7: Протяните переходники для пигтейлов через оба набора вентиляционных отверстий на нижней стойке (вентиляционные отверстия расположены по окружности и проходят внутрь устройства).

Примечание. Старайтесь прокладывать косички через вентиляционные отверстия, которые будут ближайшими к портам на устройстве после повторной сборки, чтобы избежать резких изгибов и чрезмерного усилия. Цель состоит в том, чтобы проложить пигтейлы таким образом, чтобы устройство не опиралось на пигтейлы при повторной сборке

Шаг 8: Повернув шлюз, вы увидите ряд черных кабелей, подключенных к плате с помощью небольших разъемов U.Fl. Очень осторожно отсоедините два кабеля справа от фиолетового с помощью щипцов или пинцета.

Будьте очень осторожны. Разъемы U.Fl могут быть довольно хрупкими. Будьте очень осторожны, чтобы не сломать разъем.

Примечание. Всего на плате имеется четыре разъема U.FL, по два с каждой стороны фиолетового разъема GPS. Если у вас есть два комплекта антенн MIMO, вы можете подключить все четыре порта U.FL для внешней настройки MIMO 4×4. Если у вас есть только антенны 2×2, вам может потребоваться протестировать каждую пару, чтобы увидеть, какая из них дает наилучшие результаты.

Шаг 9: Установите U.FL-вилка-N-гнездо, очень аккуратно совместив и вдавив их в порты, которые вы открыли на шаге 8. Часто можно услышать тихий щелчок, когда разъемы нажаты и полностью подключены.

Шаг 10 (дополнительно): Используйте изоляционную ленту, чтобы прикрепить адаптеры косичек к раме. Это помогает предотвратить натяжение кабелей и повреждение разъемов U.Fl.

Шаг 11: Соберите все в обратном порядке.Перед повторным подключением аккумулятора убедитесь, что кнопка питания находится в выключенном положении.

Теперь ваш интернет-шлюз T-Mobile 5G должен быть полностью собран, а переходники с косичками торчат снизу.

Вы подключите свои внешние антенны к N-гнездовым концам адаптеров, установленных в шлюзе.

Спасибо Эрику Дархэму и XMRFreak на Reddit за разрешение использовать эти изображения.

Позиционирование и наведение MIMO-антенн

Правильное позиционирование и наведение MIMO-антенн имеет решающее значение для обеспечения максимальной производительности вашего интернет-шлюза T-Mobile 5G или любой другой точки доступа.

На самом деле мы составили подробное руководство по эксплуатации MIMO 2×2 и руководство по эксплуатации MIMO 4×4, которые сопровождают наши собственные комплекты антенн MIMO, где мы подробно расскажем о лучших способах наведения антенн.

Цель состоит в том, чтобы найти наилучшее расположение и направление для антенны, чтобы максимизировать скорость передачи данных на шлюз T-Mobile. Это может потребовать немного терпения, но может оказать огромное влияние — это стоит дополнительных усилий!

Подключите внешние антенны MIMO к модифицированному интернет-шлюзу T-Mobile 5G через недавно установленные адаптеры для пигтейлов и выйдите на улицу со своей «испытательной установкой».

Для каждого местоположения и направления, которое вы пробуете, запустите пару тестов скорости и запишите результаты. Вот все места и направления, где мы рекомендуем протестировать антенну MIMO:

Где проверить сигнал

Совет: Не взбирайтесь сразу на самую высокую точку крыши! Хотя сигнал, как правило, сильнее, чем выше вы поднимаетесь, также часто возникают больше помех. Мы обнаружили, что часто лучше монтировать антенну (антенны) на той стороне здания, где конструкция может защитить антенны от помех.

После того, как вы нашли место, обеспечивающее самую высокую скорость передачи данных на шлюз T-Mobile, вам нужно установить антенну MIMO. Установите антенну, проложите кабели внутри, подключите все необходимое и наслаждайтесь превосходной скоростью передачи данных!

Поддерживаемые диапазоны T-Mobile в США
  • Диапазоны 5G : n2, n25, n41, n66, n71
  • Диапазоны 4G LTE: B2, B4, B5, B12, B25, B26, B41, B46, B48, B66, B71
Сотовый модем
  • Модель: Qualcomm Snapdragon X55
  • Поддержка MIMO: 4×4 с внутренними или внешними антеннами
  • Объединение несущих LTE-A: Да (5 полос по 20 МГц)
  • Категория производительности LTE: Cat 20
  • Макс. теоретическая скорость: 2.5 Гбит/с Загрузка, 316 Мбит/с Загрузка
Wi-Fi
  • Технологии: 802.11 топор
  • Диапазоны: Одновременно 2,4 ГГц и 5 ГГц
Порты
  • Порты антенн сотовой связи: 4 внутренних U.FL (по два с каждой стороны фиолетового кабеля GPS)
  • Порты Ethernet : 2 порта Gigabit LAN, 1 порт Gigabit WAN
  • Другие порты: 1x USB-C, RJ-11 (голос)
Прочее
  • Может работать без батареи: Да

Полезное руководство по установке и обслуживанию U.Разъемы FL

Страница поддержки T-Mobile для высокоскоростного интернет-шлюза 5G

Документация

Как спроектировать антенну на печатной плате для 2,4 ГГц

В наши дни антенны повсюду, большинство основных технологий, таких как смартфоны, устройства безопасности и IoT, используют антенны для связи между ними, и поэтому радиочастоты становятся одним из самых увлекательных и надежных направлений. инженерии и дизайна. Итак, моя цель сегодня — дать читателям некоторые основные идеи о , что такое антенна, как она работает и как построить свою антенну 2.Антенна 4 ГГц .

Прежде чем мы начнем, позвольте мне сказать вам, что я не эксперт по радиочастотам, но у меня есть некоторый многолетний опыт, чтобы рассказать вам об основах запуска и запуска вашего проекта.

Антенны в целом

Хотя в теме этой статьи говорится о антенне на печатной плате для 2,4 ГГц, но некоторая базовая справочная информация об антеннах будет очень полезна для начинающих, если вы профессионал и если вы хотите просто узнать об антенне на печатной плате, вы можете пропустить это часть.

Чтобы лучше понять антенны, необходимо сделать краткий обзор цепей согласования импеданса и резонанса. Доказано, что для передачи максимальной мощности импеданс источника должен быть точно равен импедансу нагрузки.

Антенна представляет собой конструкцию, состоящую из металлических предметов, часто из проволоки или группы проводов, используемых для преобразования высокочастотного тока в электромагнитные волны и наоборот. В целом можно сказать, что это особый тип преобразователя, который преобразует высокочастотные токи в электромагнитные волны.

Антенна должна иметь возможность согласовывать линию передачи и нагрузку , в зависимости от частоты, длины провода и диэлектрического материала, провод действует как линия передачи, согласующая импеданс, мы обсудим это подробнее позже в статье. .

Антенна должна действовать как резонансный контур, т. е. она должна иметь возможность передавать энергию от электростатической к электромагнитной, если соответствие импеданса правильное, энергия начнет передачу и будет излучаться в атмосферу так же, как и трансформатор преобразует энергию из первичной обмотки во вторичную.

Вышеупомянутое обсуждение является чрезмерным упрощением процесса, который встречается при радиочастотной передаче, но вы можете рассматривать его как основу для дальнейшего обсуждения

Длина волны, частота и длина антенны

В антенне длина волны, частота и длина антенны зависят друг от друга, я объясню эти три параметра на простом примере.

Длина и форма антенны связаны с длиной волны частоты передатчика; я.6 = 6м Где С — скорость света. Для четвертьволновой антенны становится фиксированной λ/4.

Приведенный выше базовый пример должен был показать вам, как можно рассчитать длину волны для определенной частоты

Итак, если сделать такой же расчет для 2,45 ГГц, мы получим длину антенны 23 мм.

Теперь самое основное из них, мы можем сосредоточить наше внимание на главной достопримечательности блога, которая представляет собой конструкцию антенны на печатной плате.

Прежде чем продолжить, позвольте мне сказать вам, что я не собираюсь по крупицам и объяснять все детали каждого аспекта антенны на печатной плате, потому что у меня нет уровня знаний, инструментов и измерений, необходимых для такого рода измерений. детальное объяснение.

Вместо этого я собираюсь обсудить некоторые основные концепции, лучшие практики и вещи, о которых следует помнить. С учетом сказанного давайте спроектируем его!

Выбор подходящего типа антенны

Ранее мы решили, что будем использовать четвертьволновую антенну для этого проекта, поэтому в зависимости от требований есть только два основных типа антенн, которые доминируют над всеми остальными:

  1. Перевернутая F-антенна
  2. Перевернутая F-антенна «Меандр»

И мы собираемся использовать перевернутую F-антенну меандровой линии.На данный момент этот проект становится очень длинным, поэтому, чтобы немного сократить его, я не собираюсь объяснять, почему я собираюсь использовать меандровую перевернутую F-антенну, если вы хотите узнать больше об этих двух типах антенн, вы можете ознакомиться с этой статьей о конструкции печатной платы с извилистой линией и короткозамыкающей полосой .  

Расчет антенны

Перед тем, как мы начнем расчет, нам нужно уточнить некоторые параметры.

Во-первых, мы должны выбрать подложку и рабочую частоту, затем мы должны рассчитать соответствующую длину и ширину подложки, и, наконец, мы рассчитаем длину и ширину дорожки.

Чтобы объяснить конструкцию антенны, мы предполагаем, что печатная плата изготовлена ​​из материала FR4, который имеет относительную проницаемость 4,4, этот параметр очень важен, как мы увидим позже в расчетах.

Высота подложки может быть рассчитана с помощью,

где,

hs = высота подложки,

F= Частота в ГГц,

C = скорость света в м/с,

Σr= диэлектрическая проницаемость подложки.

Ширину трассы можно определить с помощью

Длину трассы можно определить с помощью

Где,

Σff = эффективная диэлектрическая проницаемость

                        Σff=(Σr+1/2) + (Σr-1/2) (1/(√1+12hs/(wₚ)))(4) 

ΔL = физическая длина

Длина Подложки дается К,

Ls = Lp + 6hs​ 

Ширина подложки находится по формуле,

 ws = wp+ 6 hs(7) 

Отношение ширины микрополоски к глубине определяется по формуле

Где,

d = ширина трассы,                  

w = ширина подложки                    

A = Эффективная площадь.

Хватит! С помощью расчетов давайте спроектируем радиочастотную плату 2,45 ГГц на базе ESP8285 , чтобы показать, насколько легко и насколько сложно спроектировать плату и радиочастотный модуль на плате.

Разработка схемы

Здесь мы разрабатываем антенну 2,4 ГГц для мини-платы ESP8255, поэтому ниже приведена принципиальная схема для нее. Мы также соберем полную печатную плату из этой принципиальной схемы в следующей статье.

Чтобы спроектировать правильную схему, подобную этой, мы собираемся использовать руководство по проектированию ESP8285, предоставленное espressif , но также, когда я гуглил руководство по проектированию оборудования для ESP8285, я обнаружил следующее сообщение:

Итак, я сразу же скачал руководство по проектированию оборудования для ESP8266, и в этой документации я смог найти полное руководство по проектированию оборудования.

В Руководстве по проектированию оборудования есть некоторые ключевые требования к конструкции, на которые я хочу указать: аналоговый источник питания , и цифровой источник питания , для ESP. Оба компонента будут подробно описаны позже, когда мы разработаем полную печатную плату для платы ESP8285, здесь мы сосредоточимся только на разработке антенны

.

Конструкция антенны на печатной плате 2,4 ГГц

Секция антенны выполнена таким образом, что ее можно переключать между антенной на печатной плате и штыревой антенной.

Катушки индуктивности L3 и L4 здесь как план на случай непредвиденных обстоятельств.

Макет платы

На изображении выше показана полностью уложенная доска.

Есть две основные секции печатной платы, которые нам необходимо рассмотреть: первая — это секция антенны , вторая — секция кварцевого генератора . Опять же, мы сосредоточимся только на разделе «Антенна».

Секция антенны

Разметка секции антенны — самая сложная часть этого проекта,

Для начала нам нужно разместить все необходимые разъемы и коннекторы,

Далее нам нужно разместить антенну, U.Разъем FL, разъем для программирования, переключатель для GPIO0 и микроконтроллер, я только что сделал это, как вы можете видеть на изображении выше.

Затем проведите трассировку антенны, для этого я буду использовать инструмент Polygon в Eagle PCB .

Перед прокладкой дорожки следует помнить, что импеданс дорожки должен составлять 50 Ом, поскольку она действует как высокочастотная линия передачи, а эти 50 Ом сильно зависят от диэлектрического материала и толщины платы.Итак, нам нужно сначала вычислить это, чтобы построить соответствующую трассировку.

Для этого мы будем использовать веб-инструмент под названием Mantaro .

Для расчета ширины трассы укажите все необходимые параметры, все эти параметры вы можете найти на сайте производителя

Первое — это ширина трассы, которую я ввел вручную, и она составляет 70 мил.

Секунда — это толщина трассы, ее 1 унция или 1.4 мил.

Третий — это толщина диэлектрика, то есть толщина платы, равная 39,3701 или 1,6 мм.

и , четвертый — это относительная диэлектрическая проницаемость, которую можно найти на сайте производителя и она варьируется от производителя к производителю.

Теперь, если я нажму кнопку расчета, я получу импеданс ровно 50 Ом.

Внимание! Импеданс в основном зависит от ширины дорожки (w) и толщины диэлектрика (h).

Итак, окончательная разводка выглядит как на картинке выше, теперь осталось только изготовить, запрограммировать и протестировать плату.

Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое. Если у вас есть какие-либо сомнения, вы можете задать их в комментариях ниже или использовать наши форумы для подробного обсуждения.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.