Разнесение антенн bluetooth что это
Перейти к содержимому

Разнесение антенн bluetooth что это

  • автор:

Инновационные технологии для антенн Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Грузинов С. Б.

Синтез структурной схемы и системный расчет аппаратуры аварийного поиска беспилотного летательного аппарата

Влияние сетчатых экранов на изменение параметров вибраторных антенн
Антенны и техника сверхвысоких частот в бгуир

Оценка воздействия мощного электромагнитного импульса на антенные системы летательного аппарата (на примере самолета Боинг 737)

Формирование помеховых сигналов для подавления радиоуправляемых взрывных устройств с использованием переотражающей антенной решётки Ван-Атта

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Инновационные технологии для антенн»

Инновационные технологии для антенн

В мире известен ряд изобретений, касающихся решений принципиально новьх антенн, так называемых фрактальньх антенн, антенное полотно которых сформировано на основе ломаных линий, синтезированных нетрадиционными методами в виде фракталов — фигур, обладающих свойством самоподобия.

В нашей стране в 2011 году получен патент на полезную модель , предлагающий реализацию линейки такого класса антенн, предназначенных для использования в самой широкой области электроники (Патент РФ № 101583, выдан ООО «Автотехнологии»).

Какую выгоду несет применение этого изобретения на практике?

Перспективы применения запатентованной линейки фрактальных антенн прямо зависят от их высоких эксплуатационных и потребительских характеристик. Явное преимущество в размерах, удобстве использования, надежности и высоких электрических параметрах открывает перспективы использования таких антенн, как на подвижных, так и на стационарных объектах в следующих областях:

• цифровое телевидение РУВ-Т (-Т2), которое вводится в эксплуатацию на территории РФ с 2015 года;

• в сетях цифровых видов передач — в телефонных/компьютерных сетях обмена информацией;

• в сетях радиотрансляции ^М, УКВ).

Применяемые запатентованные технологии производства антенн позволяют существенно снизить стоимость их изготовления. Это выводит данные антенны из элитного класса высокотехнологичных изделий в ряд приборов широкого применения и потребления

Для понимания сути выигрышей, которые дают именно эти запатентованные фрактальные антенны, оценим их особенности в сравнении с обычным, классическим полуволновым или четвертьволновым вибратором.

Антенны класса фрактальных имеют антенное полотно, состоящее из участков проводника, размещенных на плоскости особым образом. Часть проводника полотна расположена под некоторым (в частном случае — под прямым) углом к элементам основного вибратора. Условно примем за основной вибратор ту часть полотна, направление которой параллельно плоскости фронта распространения волны. Тогда можно показать основные закономерности работы антенн данного типа.

Поскольку антенное полотно представляет собой последовательность проводников, имеющих разную ориентацию в пространстве (в частном случае — на плоскости), то допустимо рассматривать все полотно как некую активнореактивную систему. В самом грубом виде такую систему можно представить как последовательность отрезков антенного полотна, меж-

ду которыми включены элементы реактивности, образованные такими же отрезками полотна, но расположенные перпендикулярно плоскости фронта распространения. В таких отрезках не будет наводиться полезная ЭДС сигнала (или будет наводиться незначительно) именно в силу ортогональности, но их физическая длина будет формировать фазосдвигаюшую цепочку, где изменение фазы будет пропорционально длине. Очевидна зависимость величины фазового сдвига от соотношения физической длины проводника и длины волны, — никаких особенностей в определении фазового сдвига для данного типа конструкций нет. Размер одного отрезка обычно выбирается от 1/3 до 1/10 длины волны, а возникающий при этом фазовый сдвиг посчитать нетрудно, что позволяет оптимизировать размер одного отрезка для каждого рабочего диапазона частот. В такой системе на одной рабочей частоте каждый последующий приемный элемент антенного полотна будет иметь фазовую коррекцию на угол, типовой для вышеуказанного соотношения, и, таким образом, вибратор, состоящий из набора дискретных элементов, разнесенных в пространстве на некоторую величину, будет виртуально «собран» в единый проводник. С изменением рабочей частоты антенны изменится и необходимая фазовая компенсация для поддержания неразрывности виртуальной антенны. Но изменение частоты приведет к изменению величины реактивности перпендикулярных элементов, что и создаст нужный эффект. Кроме того, в комплексном сопротивлении вибратора изменится реактивная составляющая. Сопротивление же фрактальной антенны останется практически активным.

Фрактальная антенна не требует волновых трансформаторов согласования и, в силу миниатюрности, может быть выполнена в одном блоке с потребителем сигнала. При этом потери на канализацию сигнала отсутствуют.

Таким образом, показано, что предлагаемый тип антенн не может потенциально иметь потери в приеме по отношению к типовому вибратору более потерь, обусловленных фазовыми разрывами в виртуальном полотне, имеющими очень слабо выраженный частотнозависимый характер. При этом разнесенное расположение «вибраторных» отрезков полотна на плоскости дает несомненный выигрыш в геометрии антенны, то есть существенно улучшает ее эксплуатационные параметры.

• Антенны запатентованного фрактального класса обеспечивают более широкий рабочий диапазон, чем классические вибраторы.

• Характеристика направленности предлагаемых фрактальных антенн в горизонтальной плоскости подобна этому параметру для классического вибратора, а в вертикальной плоскости имеет преимущества перед ним.

• Физические размеры указанных фрактальных антенн имеют явное преимущество перед классическими вибраторами.

• Фрактальные антенны патентованной линейки позволяют избежать обычных для классических антенн потерь сигнала.

2. Практическое применение фрактальных антенн по Патенту РФ №101583, выдан ООО «Автотехнологии».

Как было показано, предлагаемые антенны имеют ряд преимуществ перед классическими полуволновыми и четвертьволновыми вибраторами: меньшие габариты при большей диапа-зонности, лучшие характеристики направленности, лучшее согласование и отсутствие потерь.

Все вышесказанное дает возможность применить антенны данного типа:

— в автомобильных радиоприемных устройствах (автомагнитолы, модули цифрового телевидения в них, антенны сотовой связи и тд.), где необходимы минимальные размеры при высоких электрических параметрах, возможно — в антивандальном исполнении;

— в носимых радиоприемных устройствах (радиоприемники, цифровые носимые телевизоры, антенны сотовой связи, антенны Wi-Fi, BlueTooth и тд.);

— в квартирах, офисах, на дачах для приема радиосигналов самого различного диапазона частот разных сервисов;

— в специальных приложениях. Например, в качестве антенн телеуправления объектами или антенн систем телеметрии. То есть там, где по каким либо причинам невозможно применение габаритных вибраторных антенн. Носимая радиостанция с фрактальной антенной внутри корпуса имеет явное преимущество перед такой же станцией с торчащей на десяток сантиметров телескопической антенной.

Особенностью предлагаемой линейки антенн является существенное уменьшение физических размеров как результат применения специальной технологии, дополнительным эффектом которой является герметичность элементов антенны. Это же свойство позволяет выполнять дизайн блока антенны в самом широком диапазоне требований заказчика.

Поскольку сама идеология построения предлагаемой линейки антенн позволяет размещать чувствительный приемник непосредственно в модуле антенны, то это существенно улучшает отношение сигнал/шум и защищает приемник от внешних воздействий.

Таким образом, предлагаемая линейка антенн может быть с успехом применена в самом широком перечне устройств и систем.

В силу высоких эксплуатационных характеристик линейка запатентованных фрактальных антенн рекомендуется для обеспечения работы широкого круга радиоприемных устройств как бытового, так и специального назначения.

Разнесённый приём (Antenna Diversity)

Одними из наиболее негативных явлений, возникающих в процессе передачи информации через радиоэфир, являются замирания сигнала. Радиосигнал сотовой связи во время распространения от источника к получателю может отражаться от различных препятствий. Вследствие многочисленных переотражений к получателю может прийти не одна, а сразу несколько копий исходного сигнала. При этом если одна из копий окажется в противофазе с основным источником сигнала, т.е. отставать от него на половину периода (1,5; 2,5 и т.д.), то после сложения двух копий сигнала в приемнике энергия основного сигнала окажется подавленной его копией. В результате этого вся или почти вся энергия переданного сигнала будет потеряна. Это в свою очередь приведет к ошибке в приеме сообщения. Также на сигнал во время передачи могут воздействовать различные виды помех и искажений. Кроме того, во время передачи радиосигнал претерпевает затухание. В итоге на приемной стороне энергия сигнала может оказаться ниже порога чувствительности приемника, что приведет к пропуску сигнала или ошибочному его приему.

Одни из возможных способов борьбы с обозначенными выше проблемами это использование нескольких копий сигнала на приемной стороне. Существует несколько вариантов получения копий сигнала, например повторная передача. Тогда это будет временное разнесение. Также можно передавать один и тот же сигнал на разных частотах – это частотное разнесение. Однако подобные способы разнесения требуют дополнительных затрат ресурсов. В сотовой связи используются более экономичные, но не менее эффективные способы разнесения: пространственное и поляризационное. Для реализации пространственного разнесения на базовой станции устанавливаются не одна, а две антенны на прием. Причем антенны могут быть установлены с вертикальным или горизонтальным пространственным разносом. Однако обычно на практике применяется горизонтальное разнесение, т.к. при этом требуется меньшее расстояние между антеннами. От каждой из приемных антенн до приемопередающего оборудования прокладывается отдельный фидер, а уже приемники базовой станции оценивают оба принятых сигнала. В результате вероятность появления эффекта «замирания» сигнала сразу на двух антеннах значительно снижается. Кроме того увеличивается суммарная принятая энергия полезного сигнала.

Принцип разнесенного приема

Сигнал сотовой связи от приемника к передатчику обычно распространяется в какой-либо плоскости. При этом, за счет различных причин (переотражения, неоднородность среды) возможно отклонение от заранее заданной плоскости, например вертикали. В результате к получателю радиосигнала поступят несколько копий исходного сигнала с различной поляризацией. Для того, чтобы собрать энергию сигнала из различных плоскостей и применяется поляризационное разнесение. Этот тип разнесения реализуется по средствам размещения внутри приемной антенны принимающих элементов под прямым углом друг к другу. Таким образом, удается собрать больше энергии исходного сигнала. Основная задача поляризационного разнесения – это борьба с затуханием сигнала .

При использовании материалов ссылка на сайт обязательна

—С автором сайта можно связаться по e-mail: ipleto@gmail.com

Разнесение антенн (Antenna Diversity)

Разнесение (разделение) антенн (РА) применяется для повышения уровня сигнала на приеме и борьбы с замираниями. Наиболее известны РА по пространству и по поляризации. В GSMи транкинговых системах преобладает разнесение по поляризации, из-за более простой конструкции антенно-фидерного тракта. Общая идея: если на одной антенне замирание, то на другой, может быть, его не будет.

Антенные комбайнеры

При организации излучения в сайте сотовой системы возникает проблема совместной работы нескольких передатчиков (усилителей мощности ВЧ) на одну антенну сектора и взаимодействие между собой трех (или более) антенн на мачте BTS.

Проблема решается использованием антенных комбайнеров на основе ферритовых циркуляторов (изоляторов) и или полосовых фильтров.

При применении изоляторов необходимо помнить, что феррит, примененный в них, также не является идеально линейным материалом, что при больших мощностях приводит к повышению уровня гармоник (особенно второй гармоники) на выходе изолятора. Установка фильтра на выходе изолятора полностью решает эту проблему.

Другим методом, применяемым обычно при малых мощностях передатчиков, малом числе каналов и значительном разносе между передающими частотами (более 200-300 килогерц в диапазонах VHF/UHF), является установка узкополосных полосовых фильтров на выходах передатчиков. Эти фильтры ослабляют как сигналы близкорасположенных передатчиков, так и интермодуляционные составляющие, которые все же образуются в выходном сигнале передатчиков. Аналогичных результатов можно достичь при использовании полосовых или комбинированных дуплексных фильтров.

Антенны bts

На BTSGSMмогут применяться так называемые симплексные и дуплексные антенны. Для объединения сигналов после ферритовых циркуляторов или фильтров служат коплеры, обычно вносящие затухание ~ 3дБ.

9) Бесшнуровая телефония.

9.1) Стандарты . Технология DECT+9.2) Применение и варианты сетей.

Системы бесшнуровой телефонии находят применение для организации:

  • сети в жилых помещениях, домах;
  • односотовых корпоративных систем;
  • многосотовых корпоративных сетей;
  • общественных систем связи;
  • WLAN;
  • беспроводного абонентского доступа (WLL).
Параметр CT2 DECT PACS PHS
Ширина спектра, МГц 4 20 23
Диапазон, МГц 864 — 868 1880 — 1900 1895-1918
Разнесение несущих, кГц 100 1728 300 300
Метод доступа FDMA TDMA TDMA TDMA
Дуплекс TDD TDD FDD TDD
Количество несущих 40 10 16 пар 77
Каналов на несущую 1 12 8 4
Модуляция BFSK GMSK π/4-DQPSK π/4-DQPSK
Скорость передачи, кбит/с 72 1152 384 384
Кодирование речи ADPCM ADPCM ADPCM ADPCM
Размер кадра, мс 2 10 2,5 5
Пиковая мощность, мВт 10 250 200 80

Решение TI WILINK8 WI-FI/BLUETOOTH/BLUETOOTH SMART модуль расширения для аудио мультирум

TI WiLink 8 WL1837MOD (http://www.ti.com/product/wl1837mod) аудио модуль расширения – это беспроводное решение для мультирум аудио, использующее BeagleBone Black (http://www.ti.com/tool/beaglebk на TI Sitara™ AM335x). Устройства WiLink 8 подключаются к WLAN через точку доступа для сбора и регистрации точного времени, это используется для достижения ультраточной синхронизации между несколькими подключенными аудиоустройствами.

Модуль WiLink 8 (WL1837MOD) представляет интегрированное решение Wi-Fi/ Bluetooth / Bluetooth Smart с MIMO 2,4ГГц и разнесением антенн на 5 ГГц. Это обеспечивает лучшее в классе аудио решение мультирум, с поддержкой Airplay ресивера, полным стеком потокового аудио, поддержкой музыкальных онлайн-сервисов и многое другое.

Данный дизайн от TI позволяет пользователям разрабатывать собственные звуковые платы с Wi-Fi/ Bluetooth / Bluetooth Smart подключением от модуля WiLink 8 (WL1837MOD) и протестировать на нем ПО для аудио мультирум. BeagleBone Wi-Fi аудио модуль расширяет возможности стандартного BeagleBone Black на процессоре TI Sitara возможностью подключения WiLink 8 Wi-Fi /Bluetooth /Bluetooth Smart и аудио подсистемой. Плата и соответствующие SDK доступны за дополнительную плату от Stream Unlimited.

Особенности

  • Ультраточная аудио мультирум синхронизация ( < 20 мкс.) между несколькими динамиками/системами;
  • SDK поддерживает богатый набор музыкальных онлайн сервисов, UPnP, Airplay ресиверы, GStreamer и др.;
  • Двухдиапазонный Wi-Fi поддерживает 2,4 ГГц (с 2х2 MIMO) и разнесение антенн на 5 ГГц;
  • Wi-Fi/ Bluetooth (A2DP)/ Bluetooth Smart совместимость и поддержка многоцелевых AP/станций;
  • Поддержка стерео ЦАП/ АЦП.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *