Адаптер-трансформер с внешней антенной для 3g, 4g, lte, wi-fi

 

Полезная модель относится к устройствам для адаптации пространственной направленности радиоволн, излучаемых антенной, и может быть использована в беспроводных сетях. Адаптер включает рефлектор и директоры, диэлектрические плоскости и насадку. С помощью насадки адаптер устанавливают на активный вибратор точки доступа с возможностью вращения вокруг него. Диэлектрические плоскости отходят от насадки радиально. На одной плоскости размещен рефлектор. На двух других одинаковых плоскостях размещены директоры. Две одинаковые плоскости соединены между собой с возможностью изменения угла между ними с помощью дополнительной диэлектрической плоскости. По центру дополнительной плоскости выполнен перегиб. В этом перегибе размещен директор. Технический результат состоит в прогнозируемых, с расширенным диапазоном регулирования форм диаграммы направленности и прогнозируемых изменениях коэффициента усиления, в повышении надежности и удобства крепления. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Полезная модель относится к устройствам для адаптации пространственной направленности радиоволн, излучаемых антенной, и может быть использована в беспроводных сетях. В целях формирования требуемой диаграммы направленности предлагаемый антенный адаптер-трансформер может применяться для оптимизации работы штатных ненаправленных антенн с повышением эффективности работы беспроводных точек доступа, других радиосредств и систем связи в комплексе и минимизировать электромагнитное воздействие на человека.

При сегодняшнем уровне развития цифровой передачи данных и перспектив потребностей информационных технологий практически исчерпаны возможности существующих проводных сетей, особенно на участке «последней мили». Дальнейшие успехи в области совершенствования беспроводных сетей и систем приемо-передачи, невозможны без создания принципиально новых устройств и способов их функционирования, повышения эксплуатационно-технических характеристик и адаптации их к усложняющейся на местах электромагнитной обстановке. Напряженность электромагнитного поля внутри здания значительно меньше, чем на открытой местности. Значительная часть энергии сигнала поглощается деревянными или кирпичными стенами, особенно сильное поглощение происходит в зданиях с железобетонными конструкциями. Кроме того, только беспроводные технологии могут обеспечить передачу данных на мобильных объектах, находящихся в движении. В системе функционирования беспроводных сетей важнейшей задачей является обеспечение электромагнитной доступности в любой точке. В наиболее «сложных» местах с плохим покрытием сети связь невозможна или затруднена и поэтому требуются дополнительные меры для обеспечения нормальной работы устройств сети, а также защита пользователя от вредного воздействия электромагнитного излучения. Беспроводные сетевые технологии зачастую используют там, где установка проводных сетей затруднена, невозможна или экономически невыгодна. Устройства беспроводных технологий передачи и приема информации - это наиболее развивающееся направление, на которое сегодня делается акцент по ускорению развития телекоммуникаций, что подтверждается взрывным появлением множеств технических решений разных уровней обеспечения работы систем связи, как отдельных элементов и средств, так и беспроводных сетей в целом.

Известно устройство для беспроводной связи (Пат. РФ 103052, опубл. 20.03.11). Устройство содержит активный излучающий элемент, один или несколько пассивных элементов и USB-кабель, активным излучающим элементом является интегрированный радиомодем, с его встроенными приемо-передатчиком и приемопередающей антенной. Интегрированный радиомодем размещен в устройстве таким образом, чтобы совместно с пассивными элементами они формировали диаграмму направленности, необходимую для поступления максимального сигнала на встроенную приемо-передающую антенну интегрированного радиомодема.

Недостатками известного устройства являются относительная громоздкость габаритов при реализации, повышенная материалоемкость при изготовлении, неудобства применения с размещением дополнительного оборудования при использовании соединительного кабеля и повышенные себестоимость при производстве и цена реализации, соизмеримая со стоимостью устройств, работу которых оно улучшает.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является техническое решение известного Wi-Fi антенного адаптера (Пат. РФ 116277, опубл. 20.05.12). Антенный адаптер-прототип содержит систему вертикальных пассивных вибраторов. Вибраторы представляют собой один рефлектор и не менее двух директоров. Рефлектор установлен на отдельной горизонтальной траверсе. Директоры установлены также на отдельных горизонтальных траверсах. Каждая траверса снабжена на одном конце кольцом. С помощью этих колец траверсы с рефлектором и директорами устанавливают на активный вибратор точки доступа. Траверсы и кольца выполнены проводящими. Количество траверс с директорами может составлять от 1 до 3. Достигается возможность оперативно регулировать форму диаграммы направленности и изменять коэффициент усиления.

Недостатками прототипа при оперативном регулировании являются неопределенность величин коэффициента усиления и формы диаграммы направленности, из-за раздельной ориентации траверс с рефлектором и директорами, ненадежность и неудобства крепления этажами отдельных траверс с пассивными вибраторами на активный вибратор, увеличенная металлоемкость, из-за выполнения проводящими траверс и колец крепления, а также малый диапазон регулирования коэффициента усиления, из-за однозначной величины продольного размера структуры директоров.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в прогнозируемых, с расширенным диапазоном регулирования форм диаграммы направленности и прогнозируемых изменениях коэффициента усиления, в повышении надежности и удобства крепления.

Для достижения указанного технического результата в антенном адаптере-трансформере, содержащем систему вертикальных пассивных вибраторов, включающих рефлектор и директоры, установленные на активный вибратор точки доступа с возможностью вращения вокруг него, рефлектор и директоры установлены на активный вибратор точки доступа с помощью диэлектрической насадки, от которой радиально отходят три вертикальные диэлектрические плоскости, на которых размещены пассивные вибраторы, на одной диэлектрической плоскости размещен рефлектор, на двух других одинаковых и имеющих общую линию соприкосновения диэлектрических плоскостях размещены директоры, при этом плоскости с размещенными на них директорами соединены между собой с возможностью изменения угла между ними с помощью дополнительной диэлектрической плоскости, по центру которой выполнен перегиб с размещенным в нем директором. Диэлектрическая плоскость с размещенным на ней рефлектором расположена на линии, являющейся продолжением биссектрисы угла между одинаковыми диэлектрическими плоскостями. При этом угол между диэлектрическими плоскостями с размещенными на них директорами может быть изменен от минимального значения, равного нулю градусов в свернутом и развернутом положениях, до фиксированного значения, определяемого расстоянием между плоскостями в раскрытом положении. Диэлектрическая плоскость для устройства рефлектора не требует пояснений по размещению и находится на линии, являющейся продолжением биссектрисы угла между одинаковыми диэлектрическими плоскостями с размещенными на них директорами. Антенный адаптер-трансформер может быть выполнен монолитным из эластичной пластмассы, или комбинированным на тканево-бумажной основе, или из прессшпана

Во всех вариантах антенный адаптер-трансформер трансформируют в три основные антенные системы со своими техническими характеристиками.

Первичной антенной системой является свернутое положение антенного адаптера-трансформера, установленного с помощью насадки на активный вибратор точки доступа. В данном положении дополнительная диэлектрическая плоскость, имеющая по центру перегиб с размещенным в нем директором и соединяющая две одинаковые плоскости с директорами, полностью согнута по линии перегиба внутрь. Все три плоскости - две плоскости с директорами и согнутая по линии перегиба дополнительная плоскость - фиксируют, сводя все плоскости прижатием друг к другу. Угол между одинаковыми плоскостями составляет 0 градусов. Так электрически моделируют утолщенные директоры, а в комплексе формируют укороченную структуру классической антенны «волновой канал» с соответствующими параметрами.

Второй трансформированной антенной системой является раскрытое положение антенного адаптера-трансформера. В данном случае дополнительная диэлектрическая плоскость, соединяющая две одинаковые диэлектрические плоскости с размещенными директорами, не согнута по линии перегиба, а расправлена. При этом формируется классическая антенная структура «волновой канал», что создает суммарную расширенную диаграмму направленности с соответствующими параметрами.

Третьей трансформированной антенной системой является развернутое положение антенного адаптера-трансформера. В этом случае дополнительная диэлектрическая плоскость полностью согнута по линии перегиба наружу и не находится между одинаковыми диэлектрическими плоскостями. При этом угол между двумя одинаковыми плоскостями равен О градусов. Так формируют удлиненную структуру классической антенны «волновой канал» с соответствующими параметрами.

Размеры рефлектора и директоров, а также расстояния между ними и активным вибратором рассчитывают типовыми, хорошо известными методами вычисления директорных антенн для средней длины волны рабочего диапазона частот.

Предлагаемый антенный адаптер-трансформер иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-6.

На фиг. 1 показан общий вид адаптера в свернутом положении, на фиг. 2 - тоже в раскрытом положении, на фиг. 3 - тоже в развернутом положении, на фиг. 4 - диаграмма направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях в свернутом положении, на фиг. 5 - тоже в раскрытом положении, на фиг. 6 - тоже в развернутом положении.

Антенный адаптер-трансформер устанавливают на активный вибратор 1 точки доступа. Адаптер содержит диэлектрическую насадку 2, которую насаживают на активный вибратор 1 с возможностью свободного вращения вокруг него. От насадки 2 радиально отходят в размерах насадки 2 три диэлектрические плоскости, а именно: диэлектрическая плоскость 3 с размещенным рефлектором 7, который является пассивным вибратором, и одинаковые диэлектрические плоскости 4 с размещенными директорами 8 (пассивные вибраторы). Диэлектрическая плоскость 3 с размещенным на ней рефлектором 7 расположена на линии, являющейся продолжением биссектрисы угла между плоскостями 4. Плоскости 4 имеют общую линию соприкосновения, расположенную на насадке 2, и соединены между собой с возможностью изменения угла между ними с помощью дополнительной диэлектрической плоскости 6. По центру дополнительной плоскости 6 выполнен перегиб 5, в нем размещен директор 8. Угол между диэлектрическими плоскостями 4 может быть изменен от минимальной величины, равной нулю градусов, что соответствует свернутому положению плоскостей 4 (фиг. 1) и развернутому положению плоскостей 4 (фиг. 3), до максимального значения, определяемого расстоянием между плоскостями 4 в раскрытом положении (фиг. 2). В свернутом положении дополнительная плоскость 6 полностью согнута по линии перегиба 5 внутрь адаптера и расположена между плоскостями 4 (фиг. 1). В развернутом положении дополнительная плоскость 6 полностью согнута по линии перегиба 5 наружу и расположена вне плоскостей 4 (фиг. 3).

Размеры рефлектора 7 и директоров 8, а также расстояния между ними и активным вибратором 1 рассчитывают типовыми, хорошо известными методами вычисления директорных антенн для средней длины волны рабочего диапазона частот в зависимости от расчетного максимального коэффициента усиления, количества вибраторов в директорной структуре для развернутого положения и требуемой ширины диаграммы направленности при раскрытом положении антенного адаптера-трансформера.

Антенный адаптер-трансформер работает следующим образом.

В случаях установки беспроводного технического средства со штатным активным вибратором 1 точки доступа в помещениях, где не обеспечивается оптимальная электромагнитная доступность для комплекса беспроводных радиосредств из-за конфигурации или особенностей места установки, требуется установка дополнительных устройств или подключение внешних антенн, при коммутации кабельными соединениями. Подсоединение внешней антенны, соизмеримой по стоимости с используемыми устройствами, с использованием коаксиального кабеля, при нивелировании поля накрытия помещения, сопровождается вносимым дополнительным затуханием и, в общем случае, требуемые результаты достигаются не всегда. Оптимальным нестандартным выходом, помимо установки дополнительных устройств и внешних антенн, является установка на активный вибратор 1 точки доступа антенным адаптером-трасформером, обеспечивающим необходимую зону перекрытия или повышенную дальность электромагнитной доступности. Такое дополнение обеспечивает возможность настройки по распределению поля накрытия помещения путем трансформации антенной системы в разные граничные и промежуточные положения с поворотом насадки вокруг оси.

В свернутом положении (фиг. 1) электрически моделируют утолщенные директоры, а в комплексе формируют укороченную структуру классической антенны «волновой канал» с соответствующими параметрами, показанными на фиг. 4.

В раскрытом положении (фиг. 2) формируется классическая антенная структура «волновой канал», что создает суммарную расширенную диаграмму направленности с соответствующими параметрами, показанными на фиг. 5.

В развернутом положении (фиг. 3) электрически моделируют утолщенные директоры, а в комплексе формируется удлиненная структура классической антенны «волновой канал» с соответствующими параметрами, показанными на фиг. 6.

Оптимальные размеры антенного адаптера-трансформера были рассчитаны и уточнены в процессе электронного моделирования в программе MMANA для изготовления опытных макетов для частоты 2450 МГц с перекрытием рабочего диапазона частот 2400-2500 МГц. Полученные параметры подтверждают работу антенного адаптера-трансформера в Wi-Fi диапазоне радиочастот.

Во всех случаях все элементы адаптера-трансформера, кроме проводников пассивных вибраторов, выполняют из мнолитного диэлектрика путем литья из пластмассы, из ткане-бумажной комбинации или прессшпана. Проводники выполняют из утолщенной проволоки с фиксацией в местах размещения, утонченной проволоки при использовании вместо одной из швейных нитей или вклеенными полосками фольги. Все это позволяет реализовать изготовление адаптеров-трансформеров в массовом производстве легко и дешево, без привлечения сложного и дорогостоящего оборудования.

Адаптация точки доступа к месту установки на базе штатной ненаправленной антенны с Wi-Fi антенным адаптером осуществляется использованием регулируемой формы диаграммы направленности и изменениями коэффициента усиления путем трансформации директорных структур, выполнения изменения по горизонтали углов между ними или количества директоров в структуре, обеспечивая необходимый уровень сигнала в зоне обслуживания.

1. Антенный адаптер - трансформер, содержащий систему вертикальных пассивных вибраторов, представляющих собой рефлектор и директоры, установленные на активный вибратор точки доступа с возможностью вращения вокруг него, отличающийся тем, что рефлектор и директоры установлены на активный вибратор точки доступа с помощью диэлектрической насадки, от которой радиально отходят три вертикальные диэлектрические плоскости, на которых размещены пассивные вибраторы, на одной плоскости размещен рефлектор, а на двух других одинаковых и имеющих общую линию соприкосновения диэлектрических плоскостях размещены директоры, при этом плоскости с размещенными на них директорами соединены между собой с возможностью изменения угла между ними с помощью дополнительной диэлектрической плоскости, по центру которой выполнен перегиб с размещенным в нем директором.

2. Адаптер по п. 1, отличающийся тем, что плоскость с размещенным на ней рефлектором расположена на линии, являющейся продолжением биссектрисы угла между одинаковыми диэлектрическими плоскостями.

3. Адаптер по п. 1, отличающийся тем, что угол между одинаковыми диэлектрическими плоскостями с размещенными на них директорами может быть изменен от минимального значения, равного нулю градусов, до максимального значения, определяемого расстоянием между одинаковыми диэлектрическими плоскостями с размещенными на них директорами в раскрытом положении.

4. Адаптер по п. 1, отличающийся тем, что может быть выполнен монолитным из эластичной пластмассы.

5. Адаптер по п. 1, отличающийся тем, что может быть выполнен комбинированным на ткане-бумажной основе.

6. Адаптер по п. 1, отличающийся тем, что может быть выполнен из прессшпана.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к приемопередающим антеннам в дециметровом диапазоне частот. Может быть использована как внешняя, так и внутренняя (интегрированная в приемопередающее устройство) антенна для различных видов беспроводных систем связи, приемных, передающих и приемопередающих устройств, например, теле- и радиоустройств, ноутбуков, нетбуков, планшетов, смартфонов и других конвергентных устройств для обеспечения, в том числе, доступа в системах LTE, GSM, GPS, WiFi, WiMax, CDMA и т.п.

Переносной автономный комплекс связи с внешней антенной 3G, 4G, wi-fi, относится к комплексам связи, а именно, к переносным комплексам с устройствами ввода-вывода, средствами приема и передачи информации, ее обработки и отображения.

Волоконно-оптический активный кабель предназначен для передачи информации в быстро развертываемых комплексах для замены медных кабелей на волоконно-оптические кабели при модернизации аппаратуры. Если купить такой волоконно-оптический активный кабель, то он, за счет своих расширенных возможностей, позволит увеличить функции по обработке информации, передаваемой по кабелю, а также повысить надежность работы сети.

Устройство линейного усиления сигнала с амплитудной и фазовой модуляцией с использованием нелинейных усилителей предназначено для усиления сигнала сотовой связи.

Полезная модель относится к беспроводным технологиям, а более конкретно к выявлению уязвимостей в беспроводных сетях типа Wi-Fi Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является расширение функциональных возможностей за счет выявления уязвимостей протоколов аутентификации Wi-Fi сетей

Антенна для усиления сотового сигнала и сигнала модема относится к области беспроводной связи и может быть использована, преимущественно, в области мобильной связи и доступа в Интернет. Задачей устройства является передача высокочастотного сигнала с минимальными потерями в заданном направлении и усиление сигнала сотовой связи, а также усиление сигнала сотового телефона, усиление gsm сигнала, увеличение зоны действия мобильного устройства в современных сетях сотовой связи при передаче данных и голоса (GSM, UMTS, CDMA, LTE, Wi-Fi, WiMax и т.д.).

Полезная модель относится к области информационных технологий, а именно, к сетям передачи пакетов информационных данных, и может быть использована при построении базовых станций сверхвысокоскоростной самоорганизующейся сети миллиметрового Е-диапазона радиоволн
Наверх