Антенный адаптер для повышения эффективности функционирования беспроводных сетей
Н. КАЛИТЁНКОВ, Б. ЛЕБЕДЕВ, Б. МИЛКИН, А. ШУЛЬЖЕНКО, г. Мурманск
Беспроводные технологии зачастую используют для обеспечения повышенного комфорта для пользователей или там, где установка проводных сетей затруднена, невозможна, экономически невыгодна. Устройства беспроводных технологий передачи и приёма информации — направление развития телекоммуникаций, на которое сегодня делается акцент. Это подтверждается появлением множества технических решений, обеспечивающих работу беспроводных систем связи — как отдельных элементов и средств, так и сетей в целом. В наиболее сложных местах их развёртывания связь устройств по радиоканалу зачастую затруднена, поэтому требуются дополнительные меры для обеспечения нормальной работы сети. В местах интенсивного радиоизлучения необходима и защита пользователей от чрезмерного воздействия электромагнитного поля. При работе беспроводных сетей внутри помещений значительную часть энергии сигналов поглощают и переотражают стены. Особенно сильное поглощение и деформация электромагнитного поля происходят в железобетонных зданиях.
В системе функционирования таких сетей важнейшим направлением является обеспечение электромагнитной доступности в любой точке. Решением одной из множества задач этого направления может явиться формирование диаграмм направленности приёмных и передающих антенн применительно к конкретным условиям их размещения и распространения электромагнитных волн.
Одно из возможных решений этой проблемы простыми средствами описано в статье [1]. В ней предложена насадка из подручных материалов на одиночный активный вибратор — стандартную антенну Wi-Fi точки доступа, — превращающая её в многоэлементную антенну Уда-Яги. Это обеспечило возможность сконцентрировать сигнал в нужном направлении. Идя по этому пути, можно создавать самодельные антенны со свойствами, соизмеримыми с параметрами фирменных дорогостоящих образцов.
Однако необходимо заметить, что несколько ранее был выдан патент на полезную модель [2], в котором описана подобная конструкция. В основу запатентованного решения также заложена идея дополнения одиночного активного вибратора несколькими пассивными, что даёт возможность управлять диаграммой направленности. Согласно патенту, рефлектор и директоры размещены на отдельных траверсах с креплением на активном вибраторе с помощью обжимных колец. Это обеспечивает возможность их раздельной установки под различными углами к генеральному направлению.
Он содержит систему пассивных вибраторов: рефлектор длиной 66 мм и пять директоров.
На рис. 1 показан эскиз конструкции антенны, подобной предложенной в [1], но с сокращённым числом пассивных вибраторов. Её основные параметры и диаграмма направленности представлены на рис. 2.
При креплении на активном вибраторе двух директорных структур, как показано на рис. 3, в зависимости от угла а между ними диаграмма направленности и основные параметры будут изменяться, как показано на рис. 4.
На рис. 5 изображена антенна, в которой число директорных структур доведено до трёх при осевом размещении центральной директорной структуры. Её диаграмма направленности и основные параметры приведены на рис. 6.
Техническое решение, защищённое патентом на полезную модель [3], представляет собой антенный адаптер-трансформер, доступный для самостоятельного изготовления радиолюбителями как для себя, так и для знакомых.
Он содержит систему пассивных вибраторов: рефлектор длиной 66 мм и пять директоров< длиной 55 мм с устройством крепления на ненаправленную антенну-диполь длиной 61 мм.
Устройство крепления выполнено в виде диэлектрической трубчатой насадки, охватывающей активный вибратор, с радиально отходящими от неё диэлектрическими пластинами для размещения пассивных вибраторов. При этом угол между двумя идентичными диэлектрическими пластинами можно изменять от почти нулевого до максимального.
В местах расположения директоров пластины соединены узлами перегиба. Это позволяет одновременно с изменением углового положения директорных структур изменять расстояние между центральным директором (находящимся в направлении максимального излучения) и активным вибратором.
На рис. 7 антенна с адаптером изображена в положении, когда расстояние между активным вибратором и центральным директором минимально (диаграмма направленности на рис. 8).
На рис. 9 (диаграмма на рис. 10) это расстояние максимально.
Если директорные структуры разведены на максимальный угол (рис. 11), диаграмма направленности приобретает вид, показанный на рис. 12.
Простота реализации одного из возможных способов изготовления такого адаптера заключается в том, что насадку выкраивают из плотной бумаги. Подойдёт, например, ватман. Вариант выкройки приведён на рис. 13. В отмеченных штриховыми линиями местах в заготовке делают перегибы и липкой лентой крепят директоры из медной проволоки диаметром 0,5 мм.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гончаренко И. Фокусирующая насадка на Wi-Fi антенну роутера. — Радио, 2013, № 2, с. 59.
2. Милкин В., Калитёнков Н., Седых П., Мезенцева Н., Лупандин В. Wi-fi антенный адаптер. Патент на полезную модель № 116277 от 20.05.2012. — URL: http:// bankpatentov.ru/node/207058 (01.08.14)
3. Шульженко А., Лебедев В., Калитёнков Н., Милкин В. Адаптер-трансформер с внешней антенной для 3g, 4g, Ite, wi-fi. Патент на полезную модель № 135851 от 20.12.2013. — URL: http://poleznayamodel.rU/model/13/135851.html (01.08.14).
Радио 1/2015
