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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Externe Antennen für Mobiltelefone. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Mobilfunk Jedes Mobiltelefon verfügt über eine interne kleine Antenne. Manchmal ragt sie als kleiner Stift oder „Wachstum“ aus dem Gehäuse des „Mobiltelefons“ heraus. In den meisten Fällen sorgt die Standardantenne für eine stabile Kommunikation. Aber es gibt Situationen, in denen Sie das Beste aus Ihrem Telefon herausholen müssen. Denn auch im Versorgungsbereich fast jeder Basisstation gibt es Bereiche mit nicht garantierter Abdeckung, d.h. „Tote Zonen“, in denen die Kommunikation unterbrochen oder wiederhergestellt werden kann, reicht es aus, 2-3 Schritte zur Seite zu gehen. Um an solchen Orten eine qualitativ hochwertige Kommunikation zu gewährleisten, könnte die interne Antenne Abhilfe gebrauchen: eine zusätzliche Ersatzantenne. Es gibt mehrere Fälle, in denen es ratsam ist, zusätzliche externe Antennen zu verwenden: type="disc">Eine zusätzliche Antenne ist insbesondere für ein Telefon im Auto erforderlich, da das Metallgehäuse eine Abschirmung darstellt, die den Durchgang von Funksignalen verhindert. Bei Empfang eines nicht ausreichend starken Signals erhält das Gerät von der Basisstation den Befehl, die Ausgangsleistung zu erhöhen, wodurch die Strahlung zunimmt und der Energieverbrauch steigt. Darüber hinaus wird im Inneren des Autos die Strahlung der eigenen Antenne des Telefons vielfach reflektiert, wodurch sich alle Passagiere in einem geschlossenen Kreislauf mit interner Strahlung befinden, wie Lebensmittel in einem Mikrowellenherd. Beachten Sie außerdem, dass das von Ihrem Telefon ausgesendete Funksignal den Betrieb einiger elektronischer Geräte in Ihrem Fahrzeug beeinträchtigen kann. Eine externe Autoantenne hilft nicht nur, die oben genannten Probleme zu vermeiden, sondern verbessert auch die Kommunikationsqualität. Dies wird hauptsächlich durch die Erweiterung des Signals außerhalb des Fahrzeugs und eine effizientere Umverteilung des Antennenstrahlungsmusters erreicht. Wie positioniert man eine Autoantenne richtig? Als Regel gilt, dass die Vertikalantenne (Peitschenantenne) möglichst auf einer Metalloberfläche angebracht werden sollte. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Mitte des Autodachs der beste Ort für die Installation einer vertikalen Antenne. Neben dem Dach eignen sich auch die hinteren oder vorderen Kotflügel für den Einbau einer solchen Antenne. Aber ein Metallstoßfänger ist alles andere als ein idealer Ort. Unter den vielfältigen Bauformen verdienen die sogenannten „eingebetteten Peitschenantennen“ besondere Aufmerksamkeit. Ihr Hauptvorteil ist der direkte Kontakt mit der Karosserie („Boden“) des Autos, was sich positiv auf die Leistungseigenschaften und letztendlich auf die Kommunikationsqualität auswirkt. Um eine Einsteckantenne zu installieren, müssen Sie in das Dach des Autos bohren, den Installationsort der Antenne gut vor Feuchtigkeit isolieren und das Anschlusskabel sorgfältig befestigen, damit es nicht an die Innenseite der Haut stößt. Antennen auf Magnetbasis (Abb. 1) erfreuen sich aufgrund ihrer Herstellbarkeit und einfachen Installation bei Autoenthusiasten großer Beliebtheit. Natürlich kann eine solche Antenne bei Bedarf problemlos in die Kabine entfernt werden und der Magnet verhindert, dass sie auch bei hohen Geschwindigkeiten abfällt. Aber für die Bequemlichkeit muss man etwas bezahlen, und der Preis ist eine etwas schlechtere Leistung.
Bei der Auswahl einer „magnetischen“ Antenne muss berücksichtigt werden, dass sich eine Änderung der Kabellänge und der Einbau ohne Gummidichtung zwischen Magnet und Gehäuse negativ auf die Leistungsmerkmale der Antenne auswirken. Es gibt „Bikomponenten“-Antennen, die aus zwei Teilen bestehen. Der Basisteil mit dem zum Telefon führenden Kabel wird an der Glasinnenseite der Kabine montiert, der andere Teil wird außen gegenüber montiert. Zwischen ihnen besteht eine kapazitive Kopplung. Leider ist dies nicht die effizienteste Art, ein Signal zu übertragen, da es beim Durchgang durch Glas geschwächt wird. Darüber hinaus ist es unerwünscht, eine solche Antenne in der Nähe verschiedener Metallbeschichtungen, beispielsweise Tönungen oder Heizbändern auf Glas, zu installieren. Es gibt auch Klebeantennen auf dem Markt. Sie bestehen aus einem Klebeband oder einer kleinen Schachtel (Abb. 2) und werden auf die Innenseite des Glases geklebt.
Das Kabel ist oft im Lieferumfang der Antenne enthalten, da die Verbindung zur Antenne dauerhaft ist. Die ursprüngliche Länge des Kabels beträgt in der Regel 3 m. Wenn es beim Einbau der Antenne abgeschnitten wird, muss am Ende ein Stecker montiert werden. Dieser Vorgang muss sehr sorgfältig durchgeführt werden. Ein falsch installierter Stecker oder ein schlechter Kontakt darin können den Betrieb des gesamten Systems stören. Viele Mobiltelefonmodelle verfügen über einen Anschluss zum Anschluss einer externen Antenne. Dann wird das Kabel daran angeschlossen. Wenn der Stecker an das Telefon angeschlossen wird, schaltet der Antennenpfad automatisch auf eine externe Antenne um. Sollten Sie Schwierigkeiten haben, die nötigen Anschlüsse zu „bekommen“, können Sie auf handelsübliche Antennenadapter zurückgreifen. Es handelt sich um ein kurzes Kabelstück, auf dessen einer Seite sich ein Telefon-Hochfrequenzanschluss und auf der anderen Seite ein Standard-Kabel-Hochfrequenzanschluss befindet (Abb. 3). Typischerweise beträgt die Dämpfung im Antennenadapter nicht mehr als 1 dB.
Einige Telefonmodelle verfügen nicht über einen speziellen Anschluss für eine Ersatzantenne. Sie können über eine Freisprecheinrichtung verbunden werden. Das Kabel von der Antenne wird an das Kommunikationsgerät angeschlossen und das Telefon in die Buchse dieses Geräts gesteckt. Grundsätzlich können Sie die Standardantenne des Telefons abklemmen und stattdessen ein externes Antennenkabel anschließen. aber das. Natürlich ist es unbequem. Bei der Kommunikation von stationären Objekten (Wohnungen, Büros, Ferienhäuser) empfiehlt es sich bei unsicherem Empfang, externe Richtantennen zu verwenden. Natürlich wird das Telefon in diesem Fall weniger „mobil“, da es an ein Antennenkabel angeschlossen ist, aber die Kommunikationsqualität wird in vielen Fällen sehr gut. Die Haupttypen von Richtantennen sind Wellenkanalantennen und logarithmisch periodische Antennen. Die ersten sind die beliebtesten. Sie haben einen großen Gewinn und sind einfach herzustellen. Logarithmisch-periodische Antennen sind komplexer und teurer, verfügen aber über ein größeres Frequenzband und erfordern keine zusätzliche Abstimmung. Die „Wellenkanal“-Antenne (Abb. 4) ähnelt der gleichnamigen Fernsehantenne. Es besteht aus einer Reihe von Elementen, die sich in derselben Ebene befinden: einem aktiven Halbwellenvibrator (linear oder in Schleife), an den ein Reduktionskabel angeschlossen ist, einem Reflektor und Direktoren (passive Vibratoren). Die Länge des Reflektors und sein Abstand zum aktiven Vibrator sind so gewählt, dass der Reflektor die Strahlung des aktiven Vibrators in Gegenrichtung abschwächt und in Vorwärtsrichtung verstärkt, d. h. Der Reflektor ist eine Art Reflektor, der die Ausbildung einer unidirektionalen Abstrahlcharakteristik (Empfangscharakteristik) gewährleistet. Als Reflektor wird häufig ein System aus Vibratoren oder ein Gitter verwendet. Die Verstärkung der Strahlung in Vorwärtsrichtung wird durch Direktoren ermöglicht, die wie der Reflektor unter dem Einfluss der Strahlung eines aktiven Vibrators angeregt werden.
Zu den Vorteilen der Wellenkanalantenne gehört ein relativ hoher Gewinn bei einfachem Design; die Nachteile sind die Schwierigkeit der Abstimmung, wenn die Anzahl der Direktoren mehr als drei beträgt. Antennen, selbst wenn sie nach derselben Zeichnung zusammengebaut werden, sind anders abgestimmt . Der tatsächliche Gewinn einer solchen Antenne wird in der Regel geringer angegeben (durchschnittlich um 3...4 dB). Darüber hinaus führt die schmale Bandbreite zu einem starken Rückgang des Gewinns in jenen Kommunikationssystemen, die Duplexfrequenzen mit großem Abstand verwenden. Z Beispielsweise verwendet der DAMPS-Standard die Frequenzen 824...840 MHz und 869...894 MHz. Daher führt die Verwendung einer „Wellenkanal“-Antenne, die auf die Mitte dieses Bereichs abgestimmt ist, zu einer spürbaren Verschlechterung der Leistung der Antenne Ränder des Bereichs (also bei Betriebsfrequenzen). Gleiches gilt für die gängigen Standards GSM-900, GSM-1800. Das Programm zur Berechnung der Wellenkanalantenne finden Sie auf der Website 3ton.com/gsm. Logarithmisch-periodische Antennen gehören zu den Antennentypen mit einem konstanten Strahlungsmuster und einem konstanten Gewinn über einen weiten Frequenzbereich. Eine logarithmisch-periodische Antenne wird durch eine Sammelleitung in Form von zwei parallel liegenden Rohren gebildet, an denen abwechselnd (nacheinander) Vibratoren angebracht sind. Eine solche Antenne sorgt für eine gute Abstimmung mit dem Feeder über den gesamten Frequenzbereich. Das Betriebsfrequenzband „von unten“ hängt von der Größe der längsten Vibratoren und „von oben“ von der Größe der kürzesten ab. Der Antennengewinn wird durch die Anzahl der jeweils aktiven Vibratoren bestimmt. Folglich können Sie durch die Einstellung des Frequenzbands (Größe der maximalen und minimalen Vibratoren) im gesamten Bereich eine ziemlich hohe Verstärkung erzielen, indem Sie die Anzahl der Vibratoren erhöhen. Logarithmisch-periodische Antennen eignen sich gut für Breitbandkommunikationssysteme, weisen jedoch im Vergleich zu Kanalwellenantennen ein komplexeres Design auf. Eine stationäre Antenne wird an einer Halterung oder einem Mast montiert und auf die Basisstation gerichtet, deren Signal stabil empfangen wird. Die „Basis“ muss nicht unbedingt die nächstgelegene sein, da alles vom Standort der Antenne und dem Gelände abhängt. Es ist möglich, dass die Basis mit dem stärksten Signalpegel „nicht mit dem Telefon zusammenarbeiten möchte“, da sie sich in einer Entfernung befindet, die größer ist als die theoretische Reichweitengrenze für den Standardbetriebsmodus (35 km im GSM-900). . Die Antennenausrichtung muss sorgfältig erfolgen, indem die Antenne langsam „horizontal“ gedreht und die Signalstärkeanzeige auf dem Mobiltelefondisplay beobachtet oder die Netmonitor-Engineering-Menüfunktion (für Nokia-Geräte) verwendet wird. Bei den meisten anderen Telefonen können Sie einen speziellen Code eingeben und das Servicemenü öffnen, in dem Sie den Pegel der vom Telefon empfangenen Frequenzen von 6 bis 8 in absteigender Reihenfolge, Kanalnummern, Entfernung zur Basisstation und Prozentsatz anzeigen können Fehler im Kanal usw. Beschreibungen vieler Servicemenüs finden Sie unter 3ton.com/gsm. Wenn Netmonitor verfügbar ist, ist es besser, nach dem Signalpegel in Dezibel zu navigieren (das Signal ist stärker, wenn der Pegelwert in Dezibel niedriger ist). Wenn es nicht vorhanden ist, werden die Einstellungen anhand der Standardsignalskala vorgenommen. Da die Änderung der Feldstärke nicht sofort, sondern erst nach 5...10 s auf dem Display angezeigt wird, muss die Antennenposition unter Berücksichtigung dieser Zeit geändert werden, um nicht über die Richtung des stärksten Signals hinauszuschießen. Sie müssen die kontinuierliche Netzwerksuche im Mobiltelefonmenü aktivieren. Beispielsweise umfasst der GSM-900-Bereich 124 Kanäle mit einer Schrittweite von 0,2 MHz und einem Abstand zwischen Empfangs- und Sendefrequenz von 45 MHz. Bei einem Mobiltelefon beginnen die Empfangsfrequenzen bei 890 MHz und die Sendefrequenzen bei 935 MHz. Die durchschnittliche Frequenz des Mitteltonbereichs beträgt 922.5 MHz (eine Viertelwellenlänge beträgt 81.3 mm). Um die Effizienz einer externen Antenne bei der Herstellung und Konfiguration zu erhöhen, empfiehlt es sich, als Betriebsfrequenz nicht den Durchschnitt zwischen Empfangs- (Rx) und Sendefrequenz (Tx), sondern die Sendefrequenz (Tx) zu verwenden, da die Die maximale Sendeleistung eines Mobiltelefons ist naturgemäß geringer als an der Basisstation und unter den schlechtesten Bedingungen ist das Telefon einfach nicht zu hören. Der Gewinn der gesamten an das Mobiltelefon angeschlossenen Antennenanlage hängt von der Länge und Qualität des Verbindungskabels ab. Die Angaben für Außenantennen berücksichtigen nicht die Kabellänge (dies gilt auch für Autoantennen mit kreisförmiger Abstrahlcharakteristik). Wenn Sie zumindest manchmal ein Gespräch ohne externe Antenne führen können, können Sie mit einer Richtantenne mit einem Gewinn von 9..11 dB bei einer Kabellänge von bis zu 10 m auskommen. Bei geeigneter Installation der Antenne Wenn an einem Ort 15...20 m Kabel benötigt werden, muss man entweder ein Kabel mit verbesserter Qualität nehmen oder eine Antenne mit einem Gewinn von 13...16 dB verwenden, was in der Regel günstiger ist. Koaxialkabel für das heimische Fernsehen sind nur bedingt einsetzbar (ihre Dämpfung ist mit mehr als 30 dB pro 100 m zu hoch). Von den verfügbaren importierten Mustern ist RG6 geeignet – ein doppelt geflochtenes Koaxialkabel (Dämpfung beträgt 20..24 dB pro 100 m). Industrielle Peitschenantennen für Autos sind normalerweise mit einem RG59-Kabel ausgestattet (Dämpfung - 28 dB pro 100 m). Wellenkanalantennen mit 12 dB Gewinn und 10 Meter RG6U-Kabel ergeben einen Gesamtgewinn von etwa 10 dB und mit 20 Meter Kabel - 7 dB. Wenn die Qualität der Kommunikation auf einem „kritischen“ Niveau ist, kann sogar eine einfache Peitschenantenne, die jedoch höher angebracht ist, die Situation verbessern. Depot darin. dass beim Telefonieren mit einem Mobiltelefon etwa 10 bis 20 % der Energie vom Körper des Teilnehmers absorbiert werden, sodass beim Anheben der Antenne der Einfluss umliegender Objekte auf die Antenne abnimmt. Nun, die einfachste Dipolantenne kann buchstäblich in 15 Minuten hergestellt werden. Wir nehmen ein weißes RG6U-Fernsehkabel, schneiden die obere Isolierung an einem Ende ab und „schneiden“ es ab. Wir besorgen den Mittelleiter und das Kabelgeflecht. An den Mittelleiter löten wir einen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1..2.5 mm und einer Länge von 82 mm (für den 900-MHz-Bereich). Wir löten ein zweites Stück Draht gleicher Länge an das Geflecht (Abb. 5).
Das andere Ende des Kabels verbinden wir mit dem Telefon (über einen Stecker oder Adapter). Wir positionieren die „Hörner“ vertikal (eines nach oben, das andere nach unten) und erhalten so etwas Ähnliches wie den auf die Seite gelegten Buchstaben „T“ (GSM verwendet vertikale Polarisation, daher ist dies die erforderliche Dipolanordnung). Achten Sie darauf, den zentralen Kern nicht mit dem Geflecht kurzzuschließen, da das Telefon sonst durchbrennen kann. Informationsquellen
Autor: A.Kashkarov, St. Petersburg
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