ВНЕШНЯЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ МОНОПОЛЬНАЯ АНТЕННА ДЛЯ УСТРОЙСТВ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА

Полезная модель относится к области приемопередающих антенных устройств и может быть использована для мобильных модемов, адаптеров и других устройств связи беспроводных сетей, например, WiFi и Wimax диапазонов частот 2,4-2,7 ГГц.
Известна приемопередающая малогабаритная антенна, в которой активный элемент выполнен в виде цилиндрического объема из сегнетокерамического материала (патент РФ №2138102, МПК Н01Q 19|09, опубл. 20.09.1999 г.). Известное техническое решение обеспечивает возможность управления режимом настройки антенны на рабочую частоту с заданной шириной полосы сигнала.
Однако данная антенна для сетей мобильного широкополосного доступа имеет довольно сложную конструкцию, требующую источник питания для перенастройки по частоте, недостаточную эффективность, что вызвано наличием управляющей сетки.
Известна антенна-монополь ANT 2,4 CW-RCL RPSMA (LINX) производства Linx Technologies Inc, которая имеет монополь с центральным возбуждением, конструктивно встроенный в SMA разъем и имеющий опорное заземление (http://www.antennafactor.com/resources/data-guides/ant-2,4cw-rcl.pdf(Rev07-22-08). Данное техническое решение принято за прототип.
Указанная антенна имеет хорошее согласование в рабочем диапазоне частот, круговую диаграмму направленности. Но она имеет недостаточную стабильность приема-передачи, особенно в условиях слабого сигнала в беспроводных сетях широкополостного доступа (диапазона 2,4-2,7 ГГц), что вызвано недостаточным коэффициентом усиления и величиной собственного шума.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение стабильности приема-передачи данных, коэффициента усиления, снижение собственного шума антенны, что позволяет повысить скорость приема-передачи информации и увеличить радиус действия радиоканалов беспроводных сетей широкополостного доступа.
Указанный технический результат достигается внешней малогабаритной монопольной антенной для устройств беспроводных сетей связи, содержащей монополь с центральным возбуждением, конструктивно встроенный в высокочастотный SMA разъем и имеющий опорное заземление, в которой, в отличие от прототипа, монополь содержит на конце дискообразный сегнетоэлектрический элемент, выполненный из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, и размещен в радиопрозрачном корпусе, который жестко закреплен вместе с монополем на высокочастотном разъеме, например на SMA разъеме, который, в свою очередь, соединен непосредственно или через переходник с противовесом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена принципиальная схема антенны, на фиг.2, 3, 4 - результаты измерений основных параметров экспериментального образца (коэффициента стоячей волны КСВ - фиг.2, коэффициента обратных потерь - фиг.3, волнового сопротивления - фиг.4).
Внешняя малогабаритная монопольная антенна (фиг.1) содержит монополь 1 с дискообразным сегнетоэлектрическим элементом 2 на конце, который размещен в радиопрозрачном корпусе 3, жестко закрепленном на SMA разъеме 4. Монополь выступает над SMA разъемом на 10 мм, а диск сегнетоэлектрического элемента имеет диаметр 10 мм и толщину 2 мм, что свидетельствует о малых габаритных размерах антенны.
SMA разъем непосредственно, или через переходник 5, например, типа SMA-MMCX, соединен с противовесом 6, выполненным в виде опорной площадки.
Дискообразная форма сегиетоэлектрического элемента создает круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. Предварительная технологическая обработка сегнетоэлектрического элемента позволяет посредством предложенной конструкции антенны эффективно принимать и излучать сигналы как вертикальной, так и горизонтальной поляризации, так как имеет невысокий коэффициент кроссполяризации.
В качестве противовеса 6 может быть использован "ground plan", например, модемов типа «Samsung SWC-U200» для сети Wimax или «TEW-646UBH» для сети Wi-Fi, характерные площадные размеры которых примерно равны 65 на 25 мм.
В качестве противовеса 6, например, для случая установки на автомобиль, может быть использовано магнитное основание или крыша автомобиля. В этом случае соединение антенны с приемопередающим устройством широкополосного доступа осуществляется через коаксиальный кабельный переходник.
По результатам замеров параметров антенны (фиг.2, 3, 4) можно отметить, что:
- коэффициент усиления полезной модели 3dBi, небольшой коэффициент кроссполяризации, порядка 2dB, позволяют эффективно работать с сигналами вертикальной и горизонтальной поляризации;
- полезная модель имеет рабочую полосу частот по уровню КСВ≤1,7, равную 300 МГц, что в 2,5 раза превышает рабочую полосу частот прототипа, равную 120 МГц;
- коэффициент возвратных потерь находится в пределах от -12 дБ до -34 дБ, что свидетельствует о высокой эффективности полезной модели по сравнению с прототипом, у которого данная величина примерно равна -12 дБ;
- волновое сопротивление во всем диапазоне частот близко к 50 Ом.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики антенны в условиях расширенной рабочей полосы частот.