Antennes externes pour téléphones portables. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Les communications mobiles

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Chaque téléphone mobile possède une antenne interne de petite taille, qui dépasse parfois du corps du "téléphone mobile" avec une petite épingle ou "croissance". Dans la plupart des cas, l'antenne standard fournit une connexion stable. Mais il y a des situations où vous devez "extraire" tout ce qui est possible du téléphone. Après tout, même dans la zone de service de presque toutes les stations de base, il existe des zones avec une couverture non garantie, c'est-à-dire. "zones mortes", où pour perdre ou rétablir la communication, il suffit de faire 2-3 pas sur le côté. Pour assurer une bonne communication dans de tels endroits, l'antenne interne aura besoin d'aide : une antenne de remplacement supplémentaire.

Il existe plusieurs cas où il est conseillé d'utiliser des antennes externes supplémentaires :

Une antenne supplémentaire est particulièrement nécessaire pour un téléphone dans une voiture, car le corps métallique est un écran qui empêche le signal radio de passer. En recevant un signal insuffisamment fort, le dispositif reçoit une commande de la station de base pour augmenter la puissance de sortie, par conséquent, le niveau de rayonnement augmente et la consommation d'énergie augmente. De plus, à l'intérieur de la voiture, le rayonnement de l'antenne du téléphone est réfléchi à plusieurs reprises, ce qui fait que tous les passagers se retrouvent assis à l'intérieur d'un circuit fermé avec un rayonnement interne, comme de la nourriture dans un four à micro-ondes. Autre point qui mérite attention : le signal radio émis par le téléphone peut affecter le fonctionnement de certains appareils électroniques dans la voiture.

Une antenne de voiture externe permet non seulement d'éviter les problèmes ci-dessus, mais améliore également la qualité de la communication. Ceci est réalisé principalement grâce à la suppression du signal à l'extérieur de la voiture et à une redistribution plus efficace du diagramme d'antenne. Comment bien positionner l'antenne de la voiture ?

Il existe une règle selon laquelle une antenne verticale (fouet) doit être située au-dessus de la plus grande surface métallique possible. De ce point de vue, le milieu du toit de la voiture est le meilleur endroit pour installer une antenne verticale. En plus du toit, les ailes arrière ou avant conviennent également au montage d'une telle antenne. Mais un pare-chocs en métal est loin d'être un endroit idéal.

Parmi la grande variété de conceptions, les soi-disant "antennes fouets découpées" méritent l'attention. Leur principal avantage est le contact direct avec la carrosserie («sol») de la voiture, ce qui a un effet positif sur les performances et, par conséquent, sur la qualité de la communication. Pour installer une antenne à mortaise, il est nécessaire de percer le toit de la voiture, d'isoler le site d'installation de l'antenne de l'humidité et de fixer soigneusement le câble de connexion afin qu'il ne heurte pas la peau à l'intérieur.

Les antennes sur base magnétique (Fig. 1) sont extrêmement populaires parmi les automobilistes en raison de leur facilité de fabrication et de leur installation. Pourtant, si nécessaire, une telle antenne peut être facilement retirée dans la cabine et l'aimant ne la laissera pas tomber même à grande vitesse. Mais vous devez payer quelque chose pour plus de commodité, et le retour sur investissement est une performance un peu moins bonne.

Lors du choix d'une antenne "magnétique", il faut tenir compte du fait que changer la longueur du câble et l'installer sans joint en caoutchouc entre l'aimant et le corps affecte négativement les performances de l'antenne.

Il existe des antennes "bicomposantes", composées de deux parties. La partie de base avec un câble menant au téléphone est montée sur le verre à l'intérieur de la cabine, et l'autre partie est à l'extérieur, en face. Un couplage capacitif est prévu entre eux. Malheureusement, ce n'est pas la manière la plus efficace de transmettre un signal, car en passant à travers le verre, celui-ci s'affaiblit. De plus, il n'est pas souhaitable d'installer une telle antenne à proximité de divers revêtements métalliques, par exemple des bandes de teinture ou de chauffage sur du verre.

Il existe également des antennes adhésives sur le marché. Ils sont réalisés sous la forme d'un ruban ou d'une petite boîte (Fig. 2) et sont collés à l'intérieur du verre.

Le câble est souvent inclus avec l'antenne car il est connecté en permanence à l'antenne. La longueur d'origine du câble est généralement de 3 m. S'il est coupé lors de l'installation de l'antenne, vous devez installer un connecteur à l'extrémité. Cette opération doit être effectuée avec beaucoup de soin. Un connecteur mal installé ou un mauvais contact peut perturber le fonctionnement de l'ensemble du système.

De nombreux modèles de téléphones portables ont une prise pour connecter une antenne externe. Ensuite, le câble y est connecté. Lorsque le connecteur est branché sur le téléphone, son trajet d'antenne passe automatiquement à une antenne externe. En cas de difficultés pour "obtenir" les bons connecteurs, vous pouvez utiliser des adaptateurs d'antenne disponibles dans le commerce. Il s'agit d'un court morceau de câble, d'un côté duquel se trouve un connecteur haute fréquence téléphonique et, de l'autre, un connecteur haute fréquence de câble standard (Fig. 3). En règle générale, l'atténuation dans l'adaptateur d'antenne ne dépasse pas 1 dB.

Certains modèles de téléphone n'ont pas de prise spéciale pour une antenne interchangeable. Ils peuvent être connectés via un haut-parleur. Le câble de l'antenne est connecté à l'appareil avec un phonophone et le téléphone est inséré dans la prise de cet appareil. En principe, vous pouvez déconnecter l'antenne d'origine du téléphone et connecter un câble d'antenne externe à la place. mais ça. bien sûr, inconfortable.

Lors de la communication avec des objets fixes (appartements, bureaux, chalets), en cas de réception incertaine, il est conseillé d'utiliser des antennes directionnelles externes. Bien sûr, dans ce cas, le téléphone devient moins "mobile", car il est connecté à un câble d'antenne, mais la qualité de la communication devient dans de nombreux cas très bonne. Les principales variétés d'antennes directionnelles sont les antennes "canal d'onde" et les antennes log-périodiques. Les premiers sont les plus populaires. Ils ont un grand renfort et sont faciles à fabriquer. Les antennes log-périodiques sont plus complexes et coûteuses, mais elles ont une large bande de fréquence et ne nécessitent pas de réglage supplémentaire.

L'antenne « wave channel » (Fig. 4) est similaire à l'antenne de télévision du même nom. Il se compose de plusieurs éléments situés dans un même plan : un vibrateur actif demi-onde (linéaire ou en boucle), auquel est connecté un câble de dérivation, un réflecteur et des directeurs (vibrateurs passifs). La longueur du réflecteur et sa distance par rapport au vibrateur actif sont choisies de telle manière que le réflecteur atténue le rayonnement du vibrateur actif dans le sens inverse et l'amplifie dans le sens direct, c'est-à-dire le réflecteur est une sorte de réflecteur qui assure la formation d'une caractéristique unidirectionnelle de rayonnement (réception). Souvent, un système de vibrateurs ou une grille est utilisé comme réflecteur. L'amplification du rayonnement dans le sens direct est facilitée par des directeurs qui sont excités, comme un réflecteur, sous l'influence du rayonnement d'un vibreur actif.

Les avantages de l'antenne "canal d'onde" comprennent un gain relativement élevé avec une conception simple, les inconvénients sont la complexité de l'accord avec plus de trois directeurs.Les antennes, même assemblées selon un dessin, s'avèrent être accordées différemment. le gain d'une telle antenne est généralement inférieur spécifié (en moyenne de 3 ... 4 dB).De plus, une bande passante étroite entraîne une forte diminution du gain dans les systèmes de communication qui utilisent des fréquences duplex avec un grand espacement.Par exemple , la norme DAMPS utilise des fréquences de 824 ... 840 MHz et 869.. 894 MHz, de sorte que l'utilisation d'une antenne "canal d'onde" accordée au milieu de cette gamme entraîne une détérioration notable des performances de l'antenne à la bords de la plage (c'est-à-dire aux fréquences de fonctionnement). Il en va de même pour les populaires GSM-900, GSM-1800. Le programme de calcul de l'antenne "canal d'onde" peut être trouvé sur 3ton.com/gsm.

Les antennes log-périodiques sont l'un des types d'antennes avec une forme de faisceau constante et un gain constant sur une large gamme de fréquences. L'antenne log-périodique est formée par une ligne collectrice sous la forme de deux tuyaux disposés en parallèle, auxquels sont attachés tour à tour des vibrateurs (par l'intermédiaire d'un). Une telle antenne permet une bonne coordination avec le départ sur toute la gamme de fréquence. La bande de fréquence de fonctionnement "par le bas" dépend des dimensions des vibrateurs les plus longs et "par le haut" - ​​des dimensions des plus courts. Le gain d'antenne est déterminé par le nombre de vibrateurs, chacun étant actif. Ainsi, en fixant la bande de fréquence (tailles des vibreurs maximum et minimum), il est possible d'obtenir un gain suffisamment élevé sur toute la plage en augmentant le nombre de vibreurs. Les antennes log-périodiques fonctionnent bien dans les systèmes de communication à large bande, mais sont de conception plus complexe que les antennes à canal d'onde.

Une antenne fixe est montée sur un support ou un mât et dirigée vers la station de base, dont le signal est reçu régulièrement. La "base" n'a pas besoin d'être la plus proche, car tout dépend de l'emplacement de l'antenne et du terrain. Il est possible que la base avec le niveau de signal le plus fort "ne veuille pas" fonctionner avec le téléphone, car elle se trouve à une distance supérieure à la limite de portée théorique pour le mode de fonctionnement standard (35 km en GSM-900).

L'orientation de l'antenne doit être effectuée avec soin, en faisant tourner lentement l'antenne "le long de l'horizon" et en regardant l'indicateur de niveau de signal sur l'écran du téléphone mobile ou en utilisant la fonction de menu d'ingénierie Netmonitor (pour les appareils Nokia). Dans la plupart des autres téléphones, vous pouvez entrer un code spécial et ouvrir le menu de service, qui vous permet de voir le niveau de 6 ... 8 fréquences reçues par le téléphone dans l'ordre décroissant, les numéros de canal, la distance à la station de base, le pourcentage de erreurs dans le canal, etc. Les descriptions de nombreux menus de service sont disponibles sur www.3ton.com/gsm.

S'il y a un Netmonitor, il vaut mieux naviguer par le niveau du signal en décibels (le signal est plus fort quand la valeur du niveau en décibels est plus faible) S'il est absent, le réglage s'effectue selon l'échelle standard du signal. Comme le changement d'intensité de champ ne s'affiche pas immédiatement, mais au bout de 5...10 s, il est nécessaire de changer la position de l'antenne en tenant compte de ce temps pour ne pas faire glisser la direction vers le signal le plus fort. Dans le menu du téléphone portable, vous devez activer la recherche continue du réseau.

Par exemple, la gamme GSM-900 contient 124 canaux avec un pas de 0,2 MHz et une séparation entre les fréquences de réception et d'émission de 45 MHz. Pour un téléphone mobile, les fréquences de réception commencent à 890 MHz et les fréquences d'émission commencent à 935 MHz. La fréquence médiane moyenne est de 922.5 MHz (un quart de longueur d'onde est de 81.3 mm). Pour augmenter l'efficacité d'une antenne extérieure, il est recommandé, lors de sa fabrication et de sa configuration, de prendre comme fréquence de fonctionnement non pas la moyenne entre les fréquences de réception (Rx) et d'émission (Tx), mais la fréquence d'émission (Tx), étant donné que la puissance maximale d'un émetteur de téléphone mobile est naturellement inférieure à celle de la station de base, et dans les pires conditions, le téléphone ne sera tout simplement pas entendu.

Le gain de l'ensemble du système d'antenne connecté au téléphone portable dépend de la longueur et de la qualité du câble de connexion. Les données de passeport des antennes externes ne tiennent pas compte de la longueur du câble (ceci s'applique également aux antennes de voiture avec un diagramme de rayonnement circulaire). S'il est possible d'avoir une conversation au moins parfois sans antenne externe, vous pouvez vous débrouiller avec une antenne directionnelle avec un gain de 9..11 dB avec une longueur de câble allant jusqu'à 10 m. Si vous installez l'antenne dans un un endroit pratique nécessite 15 ... 20 m de câble, alors vous devez soit le prendre avec une qualité améliorée, soit utiliser une antenne avec un gain de 13 ... 16 dB, ce qui est généralement moins cher.

Les câbles coaxiaux de télévision domestique ne peuvent être utilisés que de manière limitée (leur atténuation - plus de 30 dB à 100 m - est trop élevée). Parmi les échantillons importés disponibles, RG6 convient - un câble coaxial à double tresse (l'atténuation est de 20..24 dB à 100 m). Les antennes de voiture fouet industrielles sont généralement équipées d'un câble RG59 (atténuation - 28 dB à 100 m). Les antennes à canal d'onde avec un gain de 12 dB et un câble RG10U de 6 mètres donnent un gain total d'environ 10 dB, et avec un câble de 20 mètres - 7 dB.

Lorsque la qualité de la communication est à un niveau "critique", même une simple antenne fouet, mais surélevée, peut améliorer la situation. Dépôt là-dedans. que lorsque l'on parle sur un téléphone portable, environ 10 ... 20% de l'énergie est absorbée par le corps de l'abonné, par conséquent, lorsque l'antenne est relevée, l'influence des objets environnants sur celle-ci diminue.

Eh bien, l'antenne dipôle la plus simple peut être fabriquée en seulement 15 minutes. Nous prenons un câble de télévision blanc RG6U, coupons l'isolant supérieur d'une extrémité et le "coupons". Nous obtenons le conducteur central et la tresse de câble Nous soudons un fil de cuivre d'un diamètre de 1 .. 2.5 mm et d'une longueur de 82 mm (pour la gamme 900 MHz) au conducteur central. Nous soudons un deuxième morceau de fil de même longueur à la tresse (Fig. 5).

Nous connectons l'autre extrémité du câble au téléphone (via un connecteur ou un adaptateur). Nous plaçons les *cornes" verticalement (l'une vers le haut, l'autre vers le bas) et nous obtenons quelque chose de similaire à la lettre "T" posée sur le côté (le GSM utilise une polarisation verticale, donc cet arrangement dipolaire est nécessaire) Lors de la fabrication, veillez à ne pas court-circuitez le noyau central avec une tresse, sinon le téléphone risque de griller.

Sources d'information

1. radloradar.nel
2. teleland.ru
3. mobil.ru

Auteur : A.Kashkarov, Saint-Pétersbourg

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