БЛОК АНТЕННЫЙ ANT

Полезная модель относится к устройствам связи, в частности к                         блоку антенному для телекоммуникационного устройства, который может быть использован в сетях в составе систем информирования пассажиров в транспортных средствах общего пользования для приема сигналов GPS/ГЛОНАСС.
Известен блок антенный для телекоммуникационного устройства и телекоммуникационное устройство, содержащий диэлектрическую подложку, диэлектрическое покрытие на диэлектрической подложке, щелевую антенную решетку, сформированную в металлическом слое, размещенном на диэлектрической подложке или в ней (патент RU № 2652169, H01Q 21/00, опубл. 25.04.2018 г.).  Щелевая антенная решетка выполнена с возможностью формировать бегущую волну, распространяющуюся по диэлектрической подложке и диэлектрическому покрытию. Щелевая антенная решетка имеет две группы щелевых элементов, каждый щелевой элемент второй группы имеет меньшую длину, чем щелевой элемент первой группы. Щелевые элементы первой и второй группы расположены друг напротив друга, образуя пары щелевых элементов. При этом в паре расстояние от щелевого элемента первой группы до щелевого элемента второй группы выбрано так, чтобы обеспечить сдвиг фазы между излучаемыми ими волнами в 90°. Пары щелевых элементов размещены несоосно так, что четные пары щелевых элементов смещены относительно смежных нечетных пар щелевых элементов. Технический результат заключается в обеспечении формирования направленности излучения антенны, повышении диапазона сканирования, повышении эффективности антенны миллиметрового диапазона, уменьшении потерь сигнала.
Известен антенный блок для глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) (патент RU № 2368040, H01Q 1/28, опубл. 20.09.2009 г.) Техническим результатом является обеспечение широкой полосы частот и обеспечение компактных размеров антенны без увеличения общего размера антенного блока. Антенная система для работы с GNSS и GPS сигналами содержит корпус антенного блока с экраном порядка 1…1.5 длины волны, излучающую пластинку, расположенную над упомянутым экраном и отделенные друг от друга, линию питания для подвода сигнала к излучающей пластинке, причем экран имеет полость в виде углубления, в котором расположена излучающая пластинка так, чтобы высота излучающей пластинки над верхним краем экрана составляла не более чем 0,05λ длины волны сигнала, который будет передан или получен МПА. Антенная система может быть выполнена однодиапазонной и двухдиапазонной с замедляющей структурой, в виде множества проводящих металлических ребер или штырьков, расположенных на излучающей пластине и/или экране.
Известен антенный блок для транспортного средства,содержащий элемент основания, сформированный в виде неотъемлемой части внешней пластиковой панели крыши транспортного средства, и антенну, функционально поддерживаемую с помощью элемента основания, причем неотъемлемыми частями элемента основания являются первый и второй соединительные элементы, где первый соединительный элемент выполнен с возможностью обеспечивать соединение между элементом основания и компонентом, требующим использования антенны, а второй соединительный элемент выполнен с возможностью обеспечивать электрическое соединение с антенной (патент RU №149360,H01Q 1/28, B60R 11/02, опубл. 27.12.2014 г.).
Известен антенный блок для телекоммуникационного устройства и телекоммуникационное устройство,  выполненный с возможностью беспроводной связи, содержащий диэлектрическую подложку, диэлектрическое покрытие на диэлектрической подложке, антенную решетку, содержащую антенные элементы, размещенные в диэлектрической подложке, и выполненную с возможностью формировать излучение и передавать излучение для создания бегущей волны, распространяющейся по диэлектрической подложке и диэлектрическому покрытию, элементы пространственного согласования с диэлектрическим покрытием, выполненные в диэлектрической подложке и связанные с антенными элементами, при этом указанные элементы пространственного согласования выполнены с возможностью пространственного согласования антенной решетки с диэлектрическим покрытием и уменьшения отражения излучения от диэлектрического покрытия при распространении излучения от антенной решетки (патент RU№ 2650349, H01Q 1/00, опубл. 11.04.2018 г.). Технический результат заключается в обеспечении формирования направленности излучения антенны, повышении диапазона сканирования, повышении эффективности антенны миллиметрового диапазона, уменьшении потерь сигнала.
Известные технические решения не подходят для высокочастотного применения из–за сложные схемы питания, большого количества сосредоточенных элементов и большого количества переключательных элементов.
Известен антенный комплекс ВА-2695 SOTA GPS\GLONASS\GSM-900\1800\3G-2100\4G-2600, предназначенный для работы в составе навигационных систем городских транспортных средств - автобусов, троллейбусов, трамваев (https://digitalangel.ru/catalog/antenny/antenna-gsm-3g-4g-wifi-wimax-vreznaya-triada-2695-sma), выбранный в качестве прототипа.
Данные решения не позволяют подключать более одного модема, что накладывает ограничения на диапазон и стабильность работы устройств.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, заключается в усилении сигнала, т.е. получении на встроенную антенну модема сигнала с минимальными потерями, а также в обеспечении максимального качества связи в современных сетях передачи данных (GSM, 3G, 4G, Wi-Fi и т.д.) за счет увеличения количества антенных модулей.
Технический результат достигается обеспечением формирования диаграммы направленности блока антенного, повышения диапазона сканирования, повышения эффективности антенны, уменьшении потерь сигнала и увеличении пропускной способности канала за счет возможности подключения нескольких модемов и использовании режима MIMO. Данный комплекс специально разработан для обеспечения надежного доступа к мобильным сетям в составе системы использующей два модема в режиме MIMO 2x2, либо один модем в режиме 4x4.
На чертежах приведена заявленная полезная модель.
На фиг. 1 изображен блок антенный ANT, вид сверху.
На фиг. 2 изображен защитный колпак 1 и основание блока антенного ANT 2.
На фиг. 3 изображены антенные элементы 3, расположенные на основании антенного блока 2.
Блок антенный для телекоммуникационного устройства, включающий в себя основание антенного блока, антенные элементы, антенный кабель для подключения к модемам связи и приемнику сигналов GNSS и защитный колпак, отличающийся тем, что содержит в едином корпусе четыре антенных элемента GSM/UMTS/LTE-диапазона, для подключения не менее двух LTE MiMo 2x2 модулей и антенный элемент GPS/ГЛОНАСС для подключения GNSS-приемника.
Блок антенный ANT предназначен для установки на крышу транспортного средства (автобуса, троллейбуса, трамвая и др.). Состоят из основания, которое служит для крепления блока на крыше ТС, а также для фиксации антенных элементов. Антенные элементы, установленные на основании, подключаются к модемам связи внутри транспортного средства с помощью антенного кабеля. Защитный колпак служит для защиты антенных элементов от внешних воздействий (дождь, ветер, механические воздействия во время мойки).
Применение такого устройства обеспечивает качественную связь модема с базовой станцией, что позволяет более комфортно пользоваться сетью Интернет в местах недостаточного покрытия сети, быстро и легко устанавливается, не требует вмешательства в конструкцию радиомодемов.
В таблице 1 приведены основные технические характеристики заявленной полезной модели.
Стандарт
LTE-800
GSM-900
GSM-1800
3G-2100
WiFi-2400
LTE-2600
GPS \ ГЛОНАСС
Диапазон частот, МГц
790…840
880…960
1710… 1880
1900… 2170
2400…2483
2496…2696
1574…1610
Средний коэффициент усиления антенны*, дБи
0.8
0.5
0.1
1.3
1.5
1.7
4
Коэффициент усиления усилителя, дБ
32
Напряжение питания усилителя, В
3…5
Потребляемый ток, мА
11
КСВ, не более (типовое значение)
3.2 (2.5)
2 (1.8)
1.8 (1.5)
Развязка между антеннами, не менее, дБ
13
15
Поляризация
вертикальная
круговая правая
Максимум диаграммы направленности над уровнем горизонта, градусов
32
34
33
18
23
23
Ширина диаграммы направленности по уровню 50% мощности, градусов
в горизонтальной плоскости
360 (круговая)
в вертикальной плоскости над уровнем горизонта*
76
62
43
50
28
30
Неравномерность диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, не более, дБ
±1.3
±1,7
±2,2
±2.2
±2.5
±2.2
Диапазон рабочих температур, °C
–40…+80
Грозозащита
короткое замыкание по постоянному току
Исполнение корпуса
герметичное IP65
Габаритные размеры (Д,Ш,В), мм
401x401x99
Вес (при стандартной длине), г
Тип кабеля
RG58A/U
Длина кабеля, стандарт **, м
1.5
Разъём**
FME-F, SMA-M, RP-SMA-F, N-M, TNC-M
* Приведённые характеристики соответствуют установке антенны в свободном пространстве. При установке на проводящую поверхность коэффициент усиления увеличивается, а максимум диаграммы направленности приближается к горизонту.