Панельна антена CPE 2,4–2,5 ГГц 11 дБі з кабелем RG178 і роз’ємом I-PEX, CPE00026

Діапазон 2,4 ГГц залишається робочою конячкою бездротового зв’язку малого радіусу дії, і попит на апаратне забезпечення CPE, яке підтримує стабільний зв’язок на дальності, ніколи не був таким високим. Команди, які займаються розробкою, постійно стикаються з проблемою встановити справжню випромінювальну апертуру всередину корпусу, який є тонким, дешевим із листового металу та вже переповненим системною платою, розподільником тепла та блоком живлення. Рішення полягає в плоских антенних модулях, які несуть власну площину заземлення та досягають радіостанції через короткий гнучкий шнур. Ми з гордістю представляємо панельну антену CPE 2,4–2,5 ГГц 11 дБі, модель CPE00026, вбудований спрямований модуль, розроблений для платформ CPE, бездротового мосту та шлюзу Wi-Fi.

Ця антена являє собою практичну комбінацію штампованого алюмінієвого радіатора і короткого коаксіального каналу. Його основною перевагою є формат: алюмінієва пластина розміром 180 × 69,4 мм, товщиною лише 1 мм, з двома проводами RG178, закінченими штекерами I-PEX (MHF), тому модуль монтується безпосередньо всередині корпусу CPE двома гвинтами H6. Робочий діапазон охоплює 2,4–2,5 ГГц при номінальному опорі 50 Ом із номінальним посиленням 11 ±0,7 дБі. Оскільки радіатор металевий, а не ламінатний, йому не потрібна окрема опорна дошка, і він зберігає свою форму, коли корпус загвинчується. Це практичний вибір для платформ, де антена повинна зникнути у виробі, а не прикрашати його.

Технічна досконалість: основна перевага

Ефективність модуля залежить від трьох речей: радіатора з алюмінієвої пластини, відповідної дисципліни, яка зберігає смугу плоскою, і подвійних проводів RG178 із штекерами I-PEX, які спрощують механічну інтеграцію.

Номінальне посилення 11 дБі на алюмінієвій пластині 1 мм

Випромінювальний елемент являє собою штампований алюмінієвий лист розміром 180 × 69,4 мм при товщині 1 мм, сформований у дві з’єднані секції за допомогою сполучної перемички. Така геометрія дає модулю номінальне посилення 11 ±0,7 дБі без втрати товщини звичайного стека патчів. Металеві радіатори приносять дві практичні переваги для будівельників CPE. По-перше, пластина є механічно самонесучою, тому модуль можна встановити двома гвинтами H6 і не потребує пластикової підкладки чи двостороннього скотча. По-друге, метал є стабільним діелектричним середовищем: вологість і температурний дрейф на нього діють набагато менше, ніж на ламінат, що важливо, тому що робочий діапазон тут від −20 °C до +70 °C при зберіганні до −30 °C і до +80 °C. Вимірювання в камері на частотах 2,4, 2,45 і 2,5 ГГц показують ширину променя 3 дБ у діапазоні приблизно від 46° до 67°, що відповідає спрямованій лінії зв’язку, де однорангова антена розташована у відомому напрямку.

Відповідна дисципліна в діапазоні 2,4–2,5 ГГц

Обмеження в таблиці становить КСВ ≤1,92 у повному діапазоні 2,4–2,5 ГГц. Виміряно на мережевому аналізаторі, модуль повертає 1,88 на 2,4 ГГц, 1,24 на 2,45 ГГц і 1,99 на краю смуги 2,5 ГГц із зворотними втратами 16,96 дБ, 19,44 дБ і 9,78 дБ у цих трьох точках. Цей профіль – це те, що потрібно радіо CPE: достатній запас у середині смуги, де працює більшість каналів, і все ще вище лінії зворотних втрат 10 дБ, де смуга закінчується. Номінальний опір становить 50 Ом, тому модуль підключається до стандартних інтерфейсів 2,4 ГГц без відповідної мережі на системній платі. Розміщення відповідника на антені, а не на платі, також дозволяє вставляти один і той же модуль у кілька моделей CPE з різними компонуваннями друкованої плати.

RG178 Twin Leads та інтерфейс I-PEX для вбудованої інтеграції

Радіатор досягає радіо через два помаранчеві коаксіальні дроти RG178, кожен з яких завершується штекером I-PEX (MHF). RG178 було обрано через поєднання точності 50 Ом і малого діаметра: при 3,3 дБ/м при 20 °C його втрати досить низькі, щоб подача не з’їдала посилення, яке забезпечує пластина, і він досить гнучкий, щоб його можна було розмістити навколо батареї, динаміка або радіатора. Два проводи замість одного дозволяють модулю живити обидві секції радіатора незалежно, що зберігає розподіл струму збалансованим і дозволяє уникнути перекосу, який може викликати одна асиметрична подача. Штекери є стандартним мікрокоаксіальним інтерфейсом на платах CPE та шлюзів, тому збирання відбувається шляхом натискання без паяння та налаштування. Механічна кваліфікація вказується, а не припускається: вузол проходить випробування силою витягування 10 Н, випробування на падіння з висоти 1 м і вібрацію від 10–55 Гц при зміщенні 0,35 мм і прискоренні 50,0 м/с² протягом 30 циклів розгортки. Стійкість до напруги розрахована на 1,5 кВ ізоляції іскри, 1,5 кВ оболонки і 0,5 кВ ізоляції до оболонки, і модуль відповідає RoHS.

Універсальні сценарії застосування

Формат плоскої пластини та коротка косичка I-PEX роблять цей модуль корисним скрізь, де для радіо 2,4 ГГц потрібна справжня апертура в тонкому корпусі.

CPE та фіксований бездротовий доступ

Внутрішні та зовнішні блоки CPE: пластина кріпиться до внутрішньої стінки корпусу та вказує на обслуговуючу стільникову станцію або одноранговий міст, додаючи запас зв’язку там, де недостатньо вбудованої антени на друкованій платі.

Бездротові мости та з’єднання «точка-точка»: діаграма спрямованості концентрує енергію вздовж осі з’єднання, а не випромінює її в кімнату, що зменшує перешкоди між сусідніми установками на одному каналі.

Покриття Wi-Fi і шлюзи Smart Home

Маршрутизатори, точки доступу та шлюзи: один модуль замінює меандрову або мікросхемну антену на системній платі, звільняючи площу плати та усуваючи потребу в зоні захисту навколо радіо.

Розумні домашні концентратори та камери: кріплення двома гвинтами та робочий діапазон від –20 °C до +70 °C підходять для корпусів, які встановлюються один раз і залишаються працювати роками, включаючи пристрої для настінного та стельового монтажу.

Інтеграція OEM і заміна післяпродажного обслуговування

Розробка OEM і повторне використання платформи: оскільки відповідник знаходиться на антені, а інтерфейсом є стандартний штекер I-PEX, той самий модуль може обслуговувати кілька моделей CPE і кілька виробничих партій без повторного налаштування.

Заміна та ремонт у польових умовах: модуль є вбудованою частиною для пристроїв, оригінальна антена яких була пошкоджена або запас зв’язку якого погіршився, і він не потребує обладнання для калібрування на місці.

Висновок: майбутнє вбудованих антен 2,4 ГГц

Панельна антена CPE 2,4–2,5 ГГц 11 дБі CPE00026 — це більше, ніж пасивний компонент. Це механічне та електричне рішення однієї з постійних проблем у проектуванні CPE: отримання посилення без визначення товщини та отримання повторюваного збігу без налаштування на лінії. Розмістивши випромінювач 11 ±0,7 дБі на алюмінієвій пластині товщиною 1 мм, утримуючи VSWR ≤1,92 на частоті 2,4–2,5 ГГц при 50 Ом і доставляючи сигнал через подвійні виводи RG178 із штекерами I-PEX, це дозволяє будівельникам розглядати антену як номер деталі, а не як дизайн-проект. Кваліфікація його проти тягової сили, падіння, вібрації та стійкості до напруги означає, що модуль поставляється з уже зазначеними механічними обмеженнями. Ця антена є практичним вибором для будь-якої платформи з частотою 2,4 ГГц, яка потребує посилення спрямованості в тонкому металопластиковому корпусі.