Ăng-ten bảng điều khiển CPE 2,4–2,5 GHz 11 dBi với cáp RG178 và đầu nối I-PEX, CPE00026

Băng tần 2,4 GHz vẫn là đặc trưng của mạng không dây tầm ngắn và nhu cầu về phần cứng CPE có khả năng giữ liên kết ổn định ở phạm vi rộng chưa bao giờ cao hơn. Các nhóm sản phẩm liên tục được thử thách để đặt một khẩu độ bức xạ thực sự bên trong một vỏ mỏng, tấm kim loại rẻ tiền và chứa đầy bo mạch chính, bộ tản nhiệt và nguồn điện. Giải pháp nằm ở các mô-đun ăng-ten tấm phẳng mang mặt đất riêng và tiếp cận đài thông qua một dây buộc ngắn, linh hoạt. Chúng tôi tự hào giới thiệu Ăng-ten bảng điều khiển CPE 2,4–2,5 GHz 11 dBi, model CPE00026, một mô-đun định hướng tích hợp được thiết kế cho nền tảng CPE, cầu nối không dây và cổng Wi-Fi.

Ăng-ten này là sự kết hợp thực tế giữa bộ tản nhiệt bằng nhôm có tem và nguồn cấp dữ liệu đồng trục ngắn. Ưu điểm cốt lõi của nó là định dạng: một tấm nhôm 180 × 69,4 mm chỉ dày 1 mm, với hai dây dẫn RG178 được kết thúc bằng phích cắm I-PEX (MHF), do đó mô-đun được gắn trực tiếp vào bên trong vỏ CPE bằng hai vít H6. Dải hoạt động bao gồm 2,4–2,5 GHz ở trở kháng danh nghĩa 50 Ohm, với mức tăng danh nghĩa là 11 ±0,7 dBi. Bởi vì bộ tản nhiệt là kim loại chứ không phải bằng gỗ nên nó không cần một tấm đỡ riêng và nó giữ nguyên hình dạng khi vỏ được vặn chặt. Đó là sự lựa chọn thiết thực cho những nền tảng mà ăng-ten phải biến mất vào trong sản phẩm chứ không phải để trang trí.

Kỹ thuật xuất sắc: Lợi thế cốt lõi

Hiệu suất của mô-đun phụ thuộc vào ba yếu tố: bộ tản nhiệt bằng tấm nhôm, nguyên tắc phù hợp giúp giữ cho dây đeo phẳng và dây dẫn đôi RG178 với phích cắm I-PEX giúp việc tích hợp cơ học trở nên đơn giản.

Mức tăng danh nghĩa 11 dBi trên tấm nhôm 1 mm

Phần tử bức xạ là một tấm nhôm dập có kích thước 180 × 69,4 mm, dày 1 mm, được tạo thành hai phần ghép nối với nhau bằng một cầu nối. Hình dạng đó mang lại cho mô-đun mức tăng danh nghĩa là 11 ± 0,7 dBi mà không bị ảnh hưởng về độ dày như ngăn xếp vá thông thường. Bộ tản nhiệt bằng tấm kim loại mang lại hai lợi ích thiết thực cho người chế tạo CPE. Đầu tiên, tấm này có khả năng tự hỗ trợ về mặt cơ học, do đó mô-đun có thể được định vị bằng hai vít H6 và không cần giá đỡ bằng nhựa hoặc băng dính hai mặt. Thứ hai, kim loại là môi trường điện môi ổn định: độ ẩm và độ lệch nhiệt độ tác động lên nó ít hơn nhiều so với trên lớp mỏng, điều này quan trọng vì phạm vi hoạt động ở đây là từ −20 °C đến +70 °C khi bảo quản ở nhiệt độ xuống tới −30 °C và lên tới +80 °C. Các phép đo buồng ở tần số 2,4, 2,45 và 2,5 GHz cho thấy độ rộng chùm tia 3 dB trong phạm vi khoảng 46° đến 67°, khớp với liên kết định hướng trong đó ăng-ten ngang hàng nằm theo một hướng đã biết.

Kết hợp kỷ luật trên tần số 2,4–2,5 GHz

Giới hạn bảng dữ liệu là VSWR ≤1,92 trên toàn bộ băng tần 2,4–2,5 GHz. Đo trên máy phân tích mạng, mô-đun trả về 1,88 ở 2,4 GHz, 1,24 ở 2,45 GHz và 1,99 ở rìa băng tần 2,5 GHz, với mức suy hao phản hồi là 16,96 dB, 19,44 dB và 9,78 dB tại ba điểm đó. Cấu hình đó là điều mà đài CPE mong muốn: biên độ rộng rãi ở giữa băng tần nơi hầu hết các kênh hoạt động và vẫn ở trên đường suy hao phản hồi 10 dB khi hết băng tần. Trở kháng danh định là 50 Ohm, do đó, mô-đun này kết hợp với mặt trước 2,4 GHz tiêu chuẩn mà không có mạng phù hợp trên bo mạch chính. Việc đặt khớp nối trên ăng-ten, thay vì trên bo mạch, cũng là điều cho phép thả cùng một mô-đun vào một số mẫu CPE có bố cục PCB khác nhau.

Giao diện I-PEX và dây dẫn đôi RG178 để tích hợp tích hợp

Bộ bức xạ kết nối với đài thông qua hai dây dẫn đồng trục RG178 màu cam, mỗi dây được kết thúc bằng phích cắm I-PEX (MHF). RG178 được chọn vì sự kết hợp giữa độ chính xác 50 Ohm và đường kính nhỏ: ở mức 3,3 dB/m ở 20 °C, độ suy hao của nó đủ thấp để nguồn cấp không ăn vào mức tăng mà tấm cung cấp và nó đủ linh hoạt để định tuyến xung quanh pin, loa hoặc tản nhiệt. Hai dây dẫn thay vì một cho phép mô-đun cấp nguồn độc lập cho cả hai phần của bộ tản nhiệt, giúp giữ cho sự phân bổ dòng điện được cân bằng và tránh hiện tượng lệch mẫu mà một nguồn cấp không đối xứng sẽ gây ra. Các phích cắm là giao diện đồng trục vi mô tiêu chuẩn trên CPE và bo mạch cổng, vì vậy việc lắp ráp là một thao tác đẩy vừa khít mà không cần hàn và không có bước điều chỉnh. Trình độ cơ học được chỉ định chứ không phải giả định: cụm lắp ráp đã vượt qua bài kiểm tra lực kéo 10 N, bài kiểm tra thả rơi 1 m và độ rung từ 10–55 Hz ở độ dịch chuyển 0,35 mm và gia tốc 50,0 m/s² trong 30 chu kỳ quét. Điện trở được định mức ở mức tia lửa cách điện 1,5 kV, tia lửa điện vỏ bọc 1,5 kV và lớp cách điện đến vỏ bọc 0,5 kV và mô-đun này tuân thủ RoHS.

Kịch bản ứng dụng linh hoạt

Định dạng tấm phẳng và đuôi lợn I-PEX ngắn làm cho mô-đun này hữu ích ở mọi nơi mà đài 2,4 GHz cần khẩu độ thực bên trong vỏ mỏng.

CPE và truy cập không dây cố định

Các thiết bị CPE trong nhà và ngoài trời: tấm gắn vào tường bên trong của vỏ và hướng vào vị trí ô phục vụ hoặc cầu nối ngang hàng, bổ sung thêm lề liên kết khi ăng-ten PCB tích hợp không đủ.

Cầu nối không dây và liên kết điểm-điểm: mô hình định hướng tập trung năng lượng dọc theo trục liên kết thay vì tỏa năng lượng vào phòng, giúp giảm nhiễu giữa các hệ thống lắp đặt lân cận trên cùng một kênh.

Vùng phủ sóng Wi-Fi và Cổng nhà thông minh

Bộ định tuyến, điểm truy cập và cổng: một mô-đun duy nhất thay thế ăng-ten uốn khúc hoặc chip trên bo mạch chính, giải phóng diện tích bo mạch và loại bỏ nhu cầu về vùng cách ly xung quanh radio.

Camera và trung tâm nhà thông minh: giá đỡ bằng hai vít và phạm vi hoạt động từ −20 °C đến +70 °C, được lắp đặt một lần và hoạt động trong nhiều năm, bao gồm cả các thiết bị gắn trên tường và gắn trên trần.

Tích hợp OEM và thay thế hậu mãi

Tái sử dụng nền tảng và thiết kế OEM: vì khớp nối nằm trên ăng-ten và giao diện là phích cắm I-PEX tiêu chuẩn, cùng một mô-đun có thể phục vụ một số kiểu CPE và một số lô sản xuất mà không cần điều chỉnh lại.

Thay thế và sửa chữa tại hiện trường: mô-đun này là một bộ phận bổ sung dành cho các thiết bị có ăng-ten ban đầu bị hỏng hoặc biên độ liên kết đã xuống cấp và không yêu cầu thiết bị hiệu chuẩn tại chỗ.

Kết luận: Tương lai của ăng-ten 2,4 GHz tích hợp

Ăng-ten bảng CPE 2,4–2,5 GHz 11 dBi, CPE00026, không chỉ là một thành phần thụ động. Đây là giải pháp cơ và điện cho một trong những vấn đề thường gặp trong thiết kế CPE: đạt được độ lợi mà không cần tăng độ dày và có được sự khớp lặp lại mà không cần điều chỉnh trên đường dây. Bằng cách đặt bộ tản nhiệt 11 ±0,7 dBi trên tấm nhôm 1 mm, giữ VSWR ≤1,92 trên 2,4–2,5 GHz ở 50 Ohm và truyền tín hiệu qua dây dẫn đôi RG178 với phích cắm I-PEX, nó cho phép các nhà chế tạo coi ăng-ten như một mã số bộ phận thay vì một dự án thiết kế. Việc đủ điều kiện chống lại lực kéo, độ rơi, độ rung và điện áp có nghĩa là mô-đun xuất hiện với các giới hạn cơ học đã được nêu. Đối với bất kỳ nền tảng 2,4 GHz nào cần tăng định hướng bên trong lớp vỏ bằng kim loại và nhựa mỏng, ăng-ten này là sự lựa chọn thiết thực.