АНТЕННА

Полезная модель относится к области электрического оборудования для связи, а именно к антеннам, и может быть применена в качестве антенны в составе электронной сигареты для работы с протоколами передачи данных BluetoothLowEnergy (BLE), Bluetooth (ВТ), Thread, Wi-Fi, WirelessHART, ZigBee, а также других протоколах передачи данных в данном диапазоне частот.
Из общедоступного уровня техники в обозначенной области известно, что электроннаясигарета (англ. e-cigarette) - электронное_устройство, создающее высокодисперсный пар (аэрозоль), предназначенный для ингаляции (вдыхания). Может использоваться как в качестве средства доставки никотина (ЭСДН), так и для вдыхания ароматизированного пара (аэрозоля) без никотина. Пар создается за счет испарения специально подготовленной жидкости с поверхности нагревательного элемента и внешне похож на табачный дым…Основными элементами которого являются мундштук, литиевая батарея и атомайзер, включающий нагревательный элемент, картридж или резервуар со специальной жидкостью-наполнителем («ВикипедиЯ Свободная энциклопедия»//Электронная сигарета)//[электронный ресурс] URL: htths://ru.wikipedia.org/wiki/ Электронная сигарета (дата доступа 10.07.2022).
В качестве расходного материала для получения пара в электронных сигаретах используется специальные жидкость, или, как ее еще называют, E-liquid, а также Е-жидкость. Для доставки никотина в организм пользователя Е-жидкость преобразуется из жидкого агрегатного состояния за счет быстрого нагрева и превращается при этом в пар. При затяжке пользователь вдыхает этот пар, в состав которого входит никотин и ароматизатор. При выдохе пар очень сильно напоминает дым обычной сигареты. Жидкость для электронных сигарет состоит из базы (смеси глицерина и пропиленгликоля), ароматизаторов и никотина. При этом пользователь может самостоятельно выбирать крепость никотина и процентное соотношение смеси глицерина и пропиленгликоля, что, в свою очередь, позволяет пользователю легче адаптироваться при переходе от обычных сигарет к электронным, а в дальнейшем плавно уменьшая концентрацию никотина отказаться от вредной привычки.
Таким образом, переход от курения классических сигарет со сжиганием табака на электронные позволяет курильщику постепенно снижать степень никотиновой зависимости и в дальнейшем, четко следуя рекомендациям и постепенно снижая крепость жидкости, отказаться от вредной привычки (сайт русской службы BBCNEWS//Ученые: электронные сигареты помогают бросить курить//[электронный ресурс] URL: https://www.bbc.com/rassian/science/2013/09/130909_e-cigarettes_patches (дата доступа12.07.2022 г.).
Таким образом, электронные сигареты применяются как альтернатива классическим табачным сигаретам для уменьшения табачно-никотиновой зависимости и в целом минимизации вреда для здоровья курильщика.
В связи с этим, для увеличения эффективности борьбы с никотиновой зависимостью с помощью электронных сигарет в настоящее время производители предлагают технические решения многоразовых электронных сигарет, конструкция которых предполагает, помимо стандартных элементов (в виде картриджа с мундштуком с отверстием для вдыхания пара, емкостью с курительной жидкостью, фильтра, нагревателя, фитиля подачи курительной жидкости, и корпуса электронной сигареты с платой управления, модулем питания и разъемом для зарядки), также наличие дополнительных элементов, встроенных в электронную сигарету и связанных с микропроцессором модулей хранения данных и внутренней прошивки устройства, а именно модулей беспроводной связи по технологии Bluetooth (реже Wi-Fi, радиочастотной (RF), NFC), и (или) USB-разъема для проводной передачи и приема данных. Данные модули позволяют собирать статистику потребления пользователем курительной жидкости, обеспечивать связь электронной сигареты с внешними устройствами (смартфоном, планшетом, ноутбуком, компьютером) для приема и передачи данных, в том числе статистики использования устройства. Данная связь позволяет использовать весь интерфейс внешнего устройства для управления работой электронной сигареты и контроля потребления курительной жидкости. Для этого на внешнее устройство устанавливается специальное программное приложение. При этом для информирования пользователя о режимах работы электронной сигарета, процессе потребления курительной жидкости и корректировки поведения пользователя применяются также специальные световые, тактильные и звуковые индикаторы, встроенные в электронную сигарету, будь то светодиод, вибромотор или звуковой модуль. Перечисленные решения раскрыты в том или ином сочетании в международных регистрациях изобретений №№WO 2015063126 A1 (дата приоритета 29.10.2013), WO 2014195805 A2 (дата приоритета 20.05.2013), WO 2020140676 А1 (дата приоритета 04.01.2019), WO 2018025217 A1 (дата приоритета 03.08.2016) в Российских патентах на изобретения №№2680224 (дата приоритета 20.05.2014), 2655596 (дата приоритета 23.05.2014), в российской заявке на изобретение №2010146643 (дата приоритета 17.04.2008), в иностранных патентах на изобретения №№CN 110661918 A (дата приоритета 05.09.2019), CN 106681765 A (дата приоритета 24.12.2016), CN 110419782 A (дата приоритета 18.07.2019), US 8402976 B2 (дата приоритета 17.04.2008), CN 106666828 A (дата приоритета 05.12.2016), CN 111399937 A (дата приоритета 09.03.2020), US 2014202477 A1 (дата приоритета 16.01.2014), KR 20160108855 A (дата приоритета 09.03.2015), US 2015366268 A1 (дата приоритета 12.02.2014), US 2019165998 A1 (дата приоритета 14.08.2017).
Акцент именно на применении антенны в устройстве электронной сигареты сделан в технических решениях по российском патентам на изобретение №№2657208 (дата приоритета 23.10.2015) и аналогичных решениях по российском патентам на изобретение №№2772270, 2678912, 2769183, 2680444, 2683198, 2678437, 2678378, 2737424, 2762258. 2705799, 2697234, 2752773, в иностранных регистрациях изобретений №№ CN 1550136 U1 (дата приоритета 24.06.2021), US 10027016 B2 (дата приоритета (17.07.2015) и аналогичному решении №US 2016261020 A1, CN 211672485 U (дата приоритета 17.01.2020), CN 113475782 A (дата приоритета 11.08.2021), ЕР 3698662 А1 (дата приоритета 19.02.2019), CN 205962849 U (дата приоритета 22.08.2016), CN 211407636 U (дата приоритета 12.12.2019), CN 207721211 U (дата приоритета 12.12.2017), международной регистрации №WO 2021240156 A1 (дата приоритета 29.05.2020).
При этом беспроводная связь по технологиям Bluetooth, Wi-Fi, радиочастотной связи и др. в перечисленных решениях реализуется применением в устройстве электронной сигареты модуля беспроводной связи, состоящего из платы беспроводной связи и специальной радиоантенны (Bluetooth-антенны, Wi-Fi антенны и др.).
В этой связи в качестве общего недостатка перечисленных решений можно выделить ограниченность радиуса действия беспроводной связи из-за расположения элементов модуля беспроводной связи, а именно непосредственно самой антенны, в непосредственной близости от металлических элементов электронной сигареты. Например, в решении по международной регистрации изобретения №WO 2018025217 А1 «СИСТЕМА И СПОСОБ МОНИТОРИНГА И КОНТРОЛЯ ПОВЕДЕНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРОННОЙ СИГАРЕТЫ» беспроводной приемопередатчик расположен на основной плате, непосредственно внутри металлического корпуса электронной сигареты вблизи других металлических элементов устройства (батареи, элементов платы), что вызывает сильное экранирование передачи сигнала от приемопередатчика и к нему из-за чего значительно ограничивается радиус его действия.
Отчасти данный недостаток решен в иностранной регистрации изобретения №CN 211832841 U «ЭЛЕКТРОННЫЙ СИГАРЕТНЫЙ СТЕРЖЕНЬ И ЭЛЕКТРОННАЯ СИГАРЕТА С ТОЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ СИГНАЛА BLUETOOTH». В данном решении описано устройство антенны Bluetooth, которая установлена на внутренней поверхности крышки световода, расположенной внутри устройства электронной сигареты, а крышка световода выполнена из неметаллических материалов (например, изготовлена из пластика).
В решении по российскому патенту на изобретение №2764089 «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И РАБОТЫ ПРОДУКТА», принятому в качестве аналога, предложен передатчик, выполненный с возможностью беспроводной передачи сигнала (например, Bluetooth), который может быть расположен на внешней поверхности изделия. Передатчик может быть выполнен из любого подходящего материала (например, в виде металлической полоски). Расположение передатчика на внешней поверхности изделия позволяет уменьшить экранирование передачи сигнала от передатчика.
При этом ни в перечисленных патентах, ни в общем уровне техники не представлены технические решения, раскрывающие устройство Bluetooth, Wi-Fi, радиочастотной и др. антенны, используемой в электронной сигарете, непосредственно определяющее ее свойства, геометрические и физические параметры и качество приема и передачи информации.
Целью настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков, а именно раскрытие устройства антенны, применяемой в том числе в электронной сигарете и располагаемой с торца корпуса электронной сигареты в пластиковой заглушке.
Поставленная цель достигается конструкцией предложенной антенны, геометрическими и физическими параметрами ее элементов, составом и взаимным их расположением внутри устройства.
Технический результат заявляемого технического решения антенны состоит в том, что предложенная антенна адаптирована для ее монтажа в узких пространствах корпусов электронных сигарет, поскольку антенна изготовлена из гибкого материала и имеет минимальный размер. Также заявляемая полезная модель в целом расширяет арсенал технических средств.
Технический результат достигается тем, что антенна характеризуется тем, что состоит из гибкого основания с клейкой обратной стороной и расположенных на верхней стороне основания первого и второго плечей антенны, на каждом из которых расположены по одной контактной площадке, при этом основание антенны изготовлено из токонепроводящего, неметаллического материала с наружными размерами: длина 12,3 мм, ширина 5,3 мм; первое плечо антенны представляет собой металлическую полосу шириной 2,0 мм и длиной 12,0 мм, второе плечо антенны представляет собой металлическую полосу шириной 2,0 мм и длиной 5,0 мм, расстояние между первым и вторым плечами антенны составляет 1,0 мм, длина контактной площадки первого плеча антенны составляет 1,5 мм, ширина контактной площадки первого плеча антенны составляет 2,0 мм, длина контактной площадки второго плеча антенны составляет 2,0 мм, ширина контактной площадки второго плеча антенны составляет 2,0 мм. При этом толщина основания антенны составляет от 0,1 до 1,0 мм. При этом толщина металлизации токопроводящих зон первого и второго плечей антенны составляет от 0,1 мм. При этом контактные площадки поверх токопроводящих зон покрыты благородными металлами, или редкоземельными металлами, или их композициями. При этом расстояние между краями плеч антенны и внешними краями основания составляет не менее 0,15 мм.
Заявляемое техническое решение поясняется схематическим изображением антенны (фигура 1), где 1 антенна, 2 - основание антенны, 3 - первое плечо антенны, 4 - второе плечо антенны, 5 - контактная площадка первого плеча антенны, 6 - контактная площадка второго плеча антенны.
Для получения технического результата полезная модель может быть осуществлена следующим предпочтительным образом, не исключающим иные способы осуществления в рамках заявленной формулы полезной модели.
Полезная модель представляет собой несимметричную антенну, предназначенную для приема и передача сигнала в диапазоне частот 2,4 ГГц-2,485 ГГц с линейной поляризацией. Антенна имеет сферическую диаграмму направленности, с более выраженным направлением перпендикулярно плоскости полотна антенны. Антенна имеет пиковое усиление до 2,6 дБ на частоте 2,4 ГГц; возвратные потери <-10 дБ; общую эффективность >69% на частоте 2,4 ГГц.
Для функционирования антенны обязательным условием является отсутствие расположения металла прямо над полотном антенны.
Входное сопротивление антенны составляет 50 Ом, способ подключения антенны к кабелю (пайка, разъемное соединение). Длина кабеля подключения антенны может достигать длины до 50,00 мм, что полностью обеспечивает возможность коммутации сигнала внутри девайса.
Геометрические размеры всех слоев антенны с основанием составляют в длину 12,3 мм, в ширину 5,3 мм, толщина может быть в диапазоне 0,2-1,5 мм.
По способу крепления основания антенны допускается использовать клеевое, винтовое. За счет гибкости основания антенны возможно использование прижимного, а также распорного-самофиксирующегося способа фиксации.
Таким образом, новизна заявленной полезной модели состоит в том, что совокупность ее существенных признаков позволяет адаптировать ее для установки в узких пространствах корпусов электронных сигарет.
Заявитель в настоящее время осуществляет производство предложенной полезной модели.