Panelová anténa CPE 2,4–2,5 GHz 11 dBi s kabelem RG178 a konektorem I-PEX, CPE00026

Pásmo 2,4 GHz zůstává tahounem bezdrátového připojení s krátkým dosahem a poptávka po hardwaru CPE, který udržuje stabilní spojení na dosah, nebyla nikdy vyšší. Produktové týmy jsou neustále vyzývány, aby vložily skutečný vyzařovací otvor do skříně, která je tenká, plechová levná a již přeplněná základní deskou, rozvaděčem tepla a napájecím zdrojem. Řešení spočívá v plochých anténních modulech, které nesou vlastní zemní plochu a dosahují rádia přes krátký, flexibilní pigtail. S hrdostí představujeme panelovou anténu CPE 2,4–2,5 GHz 11 dBi, model CPE00026, vestavěný směrový modul navržený pro platformy CPE, bezdrátového mostu a brány Wi-Fi.

Tato anténa je praktickou kombinací lisovaného hliníkového zářiče a krátkého koaxiálního přívodu. Jeho hlavní výhodou je formát: hliníková deska 180 × 69,4 mm silná pouze 1 mm, se dvěma vývody RG178 zakončenými zástrčkami I-PEX (MHF), takže se modul montuje přímo na vnitřní stranu pouzdra CPE pomocí dvou šroubů H6. Provozní pásmo pokrývá 2,4–2,5 GHz při nominální impedanci 50 Ohm, s nominálním ziskem 11 ±0,7 dBi. Vzhledem k tomu, že radiátor je spíše kovový než laminátový, nepotřebuje samostatnou nosnou desku a drží svůj tvar, když je kryt přišroubován. Je to praktická volba pro platformy, kde musí anténa zmizet v produktu, nikoli jej zdobit.

Technická dokonalost: hlavní výhoda

Výkon modulu spočívá na třech věcech: hliníkovém deskovém radiátoru, odpovídající disciplíně, která udržuje pásek plochý, a dvojitém vedení RG178 se zástrčkami I-PEX, které usnadňují mechanickou integraci.

Nominální zisk 11 dBi na 1 mm hliníkové desce

Vyzařovacím prvkem je lisovaný hliníkový plech o rozměrech 180 × 69,4 mm při tloušťce 1 mm, zformovaný do dvou spojených sekcí s propojovacím můstkem. Tato geometrie dává modulu nominální zisk 11 ± 0,7 dBi bez snížení tloušťky konvenčního patch stacku. Plechové radiátory přinášejí pro stavitele CPE dvě praktické výhody. Za prvé, deska je mechanicky samonosná, takže modul lze umístit dvěma šrouby H6 a nepotřebuje plastový nosič ani oboustrannou pásku. Za druhé, kov je stabilní dielektrické prostředí: vlhkost a teplotní výkyvy na něj působí mnohem méně než na vrstvený laminát, což je důležité, protože provozní rozsah je zde -20 °C až +70 °C při skladování do -30 °C a až +80 °C. Komorová měření na 2,4, 2,45 a 2,5 GHz ukazují šířku paprsku 3 dB v rozsahu zhruba 46° až 67°, odpovídající směrovému spojení, kde je partnerská anténa umístěna ve známém směru.

Matching Discipline napříč 2,4–2,5 GHz

Limit datového listu je VSWR ≤1,92 v celém pásmu 2,4–2,5 GHz. Měřeno na síťovém analyzátoru, modul vrací 1,88 při 2,4 GHz, 1,24 při 2,45 GHz a 1,99 na okraji pásma 2,5 GHz, se ztrátou zpětného signálu 16,96 dB, 19,44 dB a 9,78 dB v těchto třech bodech. Tento profil je to, co CPE rádio chce: dostatečná rezerva uprostřed pásma, kde funguje většina kanálů, a stále nad 10 dB zpětně-ztrátovou linií, kde pásmo končí. Impedance je nominální 50 Ohmů, takže modul odpovídá standardním 2,4 GHz frontendům bez odpovídající sítě na základní desce. Umístění zápalky na anténu, spíše než na desku, je také to, co umožňuje, aby stejný modul byl umístěn do několika modelů CPE s různým rozložením PCB.

RG178 Twin Leads a I-PEX rozhraní pro vestavěnou integraci

Zářič se k rádiu dostává dvěma oranžovými koaxiálními vodiči RG178, z nichž každý je zakončen konektorem I-PEX (MHF). RG178 byl vybrán pro svou kombinaci přesnosti 50 Ohmů a malého průměru: při 3,3 dB/m při 20 °C je jeho ztráta dostatečně nízká, aby zdroj nespotřeboval zisk, který deska poskytuje, a je dostatečně flexibilní, aby mohl být veden kolem baterie, reproduktoru nebo chladiče. Dva přívody namísto jednoho umožňují modulu napájet obě sekce radiátoru nezávisle, což udržuje rozložení proudu vyvážené a zabraňuje zkreslení vzoru, které by zavedlo jediné asymetrické napájení. Zástrčky jsou standardním mikrokoaxiálním rozhraním na deskách CPE a gateway, takže montáž je operace push-fit bez pájení a bez kroku ladění. Mechanická kvalifikace je specifikována, nepředpokládá se: sestava projde zkouškou tažnou silou 10 N, zkouškou pádem z 1 m a vibracemi od 10–55 Hz při posunu 0,35 mm a zrychlení 50,0 m/s² během 30 cyklů rozmítání. Napěťový odpor je dimenzován na 1,5 kV izolační jiskra, 1,5 kV plášťová jiskra a 0,5 kV izolace mezi pláštěm a modul je v souladu s RoHS.

Všestranné aplikační scénáře

Díky plochému formátu a krátkému pigtailu I-PEX je tento modul užitečný všude, kde 2,4 GHz rádio potřebuje skutečnou aperturu uvnitř tenkého krytu.

CPE a pevný bezdrátový přístup

Vnitřní a venkovní jednotky CPE: deska se montuje na vnitřní stěnu krytu a směřuje na místo obslužné buňky nebo na peer bridge, čímž se zvětšuje okraj spoje tam, kde vestavěná anténa PCB nestačí.

Bezdrátové mosty a spojení point-to-point: směrový vzor soustřeďuje energii podél osy linky, místo aby ji vyzařoval do místnosti, což snižuje rušení mezi sousedními instalacemi na stejném kanálu.

Wi-Fi pokrytí a inteligentní domácí brány

Směrovače, přístupové body a brány: jeden modul nahrazuje meandrovou nebo čipovou anténu na základní desce, uvolňuje oblast desky a odstraňuje potřebu oblasti kolem rádia.

Inteligentní domácí rozbočovače a kamery: montáž na dva šrouby a provozní rozsah −20 °C až +70 °C vyhovují krytům, které se instalují jednou a nechají se létat, včetně nástěnných a stropních jednotek.

Integrace OEM a výměna náhradních dílů

OEM design a opětovné použití platformy: protože zápas sedí na anténě a rozhraní je standardní I-PEX zástrčka, může stejný modul obsluhovat několik modelů CPE a několik výrobních šarží bez přelaďování.

Výměna a oprava v terénu: modul je zásuvný díl pro jednotky, jejichž původní anténa byla poškozena nebo jejichž spojový okraj se zhoršil, a nevyžaduje žádné kalibrační zařízení na místě.

Závěr: Budoucnost vestavěných 2,4 GHz antén

Panelová CPE panelová anténa 2,4–2,5 GHz 11 dBi CPE00026 je více než jen pasivní součást. Je to mechanické a elektrické řešení jednoho z opakujících se problémů v návrhu CPE: získání zisku bez získání tloušťky a získání opakovatelné shody bez ladění na lince. Umístěním 11 ± 0,7 dBi zářiče na 1 mm hliníkovou desku, udržováním VSWR ≤ 1,92 na 2,4–2,5 GHz při 50 Ohm a dodáváním signálu pomocí dvou vodičů RG178 s konektory I-PEX, umožňuje stavitelům považovat anténu za číslo dílu spíše než za designový projekt. Kvalifikace proti tažné síle, poklesu, vibracím a napěťové odolnosti znamená, že modul dorazí s již uvedenými mechanickými limity. Pro jakoukoli platformu 2,4 GHz, která potřebuje směrový zisk uvnitř tenkého kovového a plastového pouzdra, je tato anténa praktickou volbou.