Antenna a pannello CPE 2,4–2,5 GHz 11 dBi con cavo RG178 e connettore I-PEX, CPE00026

La banda da 2,4 GHz rimane il cavallo di battaglia del wireless a corto raggio e la richiesta di hardware CPE che mantenga un collegamento stabile a distanza non è mai stata così alta. I team di prodotto sono costantemente sfidati a inserire una vera apertura radiante all'interno di un involucro sottile, economico in lamiera e già affollato di una scheda madre, un diffusore di calore e un alimentatore. La soluzione sta nei moduli antenna piatti che portano il proprio piano di terra e raggiungono la radio attraverso un codino corto e flessibile. Siamo orgogliosi di presentare l'antenna a pannello CPE da 2,4–2,5 GHz 11 dBi, modello CPE00026, un modulo direzionale integrato progettato per piattaforme CPE, bridge wireless e gateway Wi-Fi.

Questa antenna è una pratica combinazione di un radiatore in alluminio stampato e un'alimentazione coassiale corta. Il suo vantaggio principale è il formato: una piastra di alluminio 180 × 69,4 mm spessa solo 1 mm, con due cavi RG178 terminati con connettori I-PEX (MHF), quindi il modulo si monta direttamente all'interno di un alloggiamento CPE con due viti H6. La banda operativa copre 2,4–2,5 GHz con un'impedenza nominale di 50 Ohm, con un guadagno nominale di 11 ±0,7 dBi. Poiché il radiatore è in metallo anziché in laminato, non necessita di un pannello portante separato e mantiene la sua forma quando la custodia viene chiusa con le viti. È la scelta pratica per le piattaforme in cui l'antenna deve scomparire nel prodotto, non decorarlo.

Eccellenza tecnica: il vantaggio principale

Le prestazioni del modulo si basano su tre cose: il radiatore a piastra in alluminio, la disciplina di abbinamento che mantiene la banda piatta e i doppi cavi RG178 con connettori I-PEX che semplificano l'integrazione meccanica.

Guadagno nominale di 11 dBi su una piastra in alluminio da 1 mm

L'elemento radiante è una lamiera di alluminio stampato di dimensioni 180×69,4 mm con spessore 1 mm, formata in due sezioni accoppiate con ponte di interconnessione. Questa geometria conferisce al modulo un guadagno nominale di 11 ±0,7 dBi senza la penalità di spessore di un patch stack convenzionale. I radiatori a piastra metallica offrono due vantaggi pratici ai costruttori CPE. Innanzitutto la piastra è meccanicamente autoportante, quindi il modulo può essere posizionato tramite due viti H6 e non necessita di supporto in plastica o nastro biadesivo. In secondo luogo, il metallo è un ambiente dielettrico stabile: l’umidità e la deriva termica agiscono su di esso molto meno che su un laminato, il che è importante perché l’intervallo operativo qui va da −20 °C a +70 °C con stoccaggio fino a −30 °C e fino a +80 °C. Le misurazioni della camera a 2,4, 2,45 e 2,5 GHz mostrano un'ampiezza del fascio di 3 dB nell'intervallo da circa 46° a 67°, corrispondente a un collegamento direzionale in cui l'antenna peer si trova in una direzione nota.

Disciplina di corrispondenza tra 2,4 e 2,5 GHz

Il limite della scheda tecnica è VSWR ≤1,92 su tutta la banda 2,4–2,5 GHz. Misurato su un analizzatore di rete, il modulo restituisce 1,88 a 2,4 GHz, 1,24 a 2,45 GHz e 1,99 al limite della banda a 2,5 GHz, con perdita di ritorno di 16,96 dB, 19,44 dB e 9,78 dB in questi tre punti. Questo profilo è ciò che vuole una radio CPE: ampio margine al centro della banda dove opera la maggior parte dei canali, e ancora al di sopra della linea di perdita di ritorno di 10 dB dove la banda si esaurisce. L'impedenza è nominale di 50 Ohm, quindi il modulo si accoppia con front-end standard da 2,4 GHz senza una rete corrispondente sulla scheda madre. Posizionare il fiammifero sull'antenna, anziché sulla scheda, è anche ciò che consente di inserire lo stesso modulo in diversi modelli CPE con layout PCB diversi.

Cavi gemelli RG178 e interfaccia I-PEX per l'integrazione integrata

Il radiatore raggiunge la radio attraverso due cavi coassiali arancioni RG178, ciascuno terminato con una spina I-PEX (MHF). RG178 è stato scelto per la sua combinazione di precisione di 50 Ohm e diametro ridotto: a 3,3 dB/m a 20 °C la sua perdita è sufficientemente bassa da non consumare il guadagno fornito dalla piastra, ed è abbastanza flessibile da poter essere instradato attorno a una batteria, un altoparlante o un dissipatore di calore. Due cavi anziché uno consentono al modulo di alimentare entrambe le sezioni del radiatore in modo indipendente, mantenendo la distribuzione della corrente bilanciata ed evitando la distorsione del modello che una singola alimentazione asimmetrica introdurrebbe. I connettori rappresentano l'interfaccia microcoassiale standard sulle schede CPE e gateway, quindi l'assemblaggio è un'operazione a pressione senza saldatura né fase di messa a punto. La qualifica meccanica è specificata, non scontata: il gruppo supera un test di forza di trazione di 10 N, un test di caduta da 1 m e vibrazioni da 10–55 Hz con spostamento di 0,35 mm e accelerazione di 50,0 m/s² su 30 cicli di spazzata. La resistenza alla tensione è valutata a 1,5 kV di scintilla di isolamento, 1,5 kV di scintilla di guaina e 0,5 kV da isolamento a guaina e il modulo è conforme alla direttiva RoHS.

Scenari applicativi versatili

Il formato piatto e il corto codino I-PEX rendono questo modulo utile ovunque una radio da 2,4 GHz necessiti di un'apertura reale all'interno di un involucro sottile.

CPE e accesso wireless fisso

Unità CPE per interni ed esterni: la piastra si monta contro la parete interna dell'alloggiamento e punta verso il sito della cella di servizio o il peer bridge, aggiungendo margine di collegamento laddove l'antenna PCB integrata non è sufficiente.

Ponti wireless e collegamenti punto-punto: lo schema direzionale concentra l'energia lungo l'asse del collegamento invece di irradiarla nella stanza, riducendo così le interferenze tra installazioni vicine sullo stesso canale.

Copertura Wi-Fi e gateway Smart Home

Router, punti di accesso e gateway: un singolo modulo sostituisce un'antenna a meandro o a chip sulla scheda madre, liberando l'area della scheda ed eliminando la necessità di una zona vietata attorno alla radio.

Hub e telecamere per la casa intelligente: il montaggio con due viti e il campo di funzionamento da −20 °C a +70 °C sono adatti a contenitori che vengono installati una volta e lasciati in funzione per anni, comprese le unità montate a parete e a soffitto.

Integrazione OEM e sostituzione aftermarket

Progettazione OEM e riutilizzo della piattaforma: poiché il collegamento si trova sull'antenna e l'interfaccia è una presa I-PEX standard, lo stesso modulo può servire diversi modelli CPE e diversi lotti di produzione senza risintonizzazione.

Sostituzione e riparazione sul campo: il modulo è un componente drop-in per le unità la cui antenna originale è stata danneggiata o il cui margine di collegamento si è deteriorato e non richiede apparecchiature di calibrazione in loco.

Conclusione: il futuro delle antenne integrate da 2,4 GHz

L'antenna a pannello CPE da 2,4–2,5 GHz 11 dBi, CPE00026, è più di un componente passivo. Si tratta di una soluzione meccanica ed elettrica a uno dei problemi ricorrenti nella progettazione CPE: ottenere guadagno senza ottenere spessore e ottenere una corrispondenza ripetibile senza accordatura sulla linea. Mettendo un radiatore da 11 ±0,7 dBi su una piastra di alluminio da 1 mm, mantenendo VSWR ≤1,92 su 2,4–2,5 GHz a 50 Ohm e trasmettendo il segnale tramite doppi cavi RG178 con connettori I-PEX, consente ai costruttori di considerare l'antenna come un numero di parte piuttosto che un progetto di design. Qualificandolo contro forza di trazione, caduta, vibrazione e resistenza alla tensione significa che il modulo arriva con i suoi limiti meccanici già dichiarati. Per qualsiasi piattaforma da 2,4 GHz che necessita di guadagno direzionale all'interno di un sottile alloggiamento in metallo e plastica, questa antenna è la scelta pratica.