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無線電子工学および電気工学の百科事典 携帯電話の外部アンテナ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
携帯電話には小型のアンテナが内蔵されており、「携帯電話」本体から小さなピンや「突起」で突き出ている場合があります。 ほとんどの場合、標準アンテナにより安定した接続が提供されます。 しかし、電話から可能なことすべてを「絞り出す」必要がある状況もあります。 結局のところ、ほぼすべての基地局のサービスエリア内であっても、カバレッジが保証されていないエリアがあります。 「デッドゾーン」では、通信を失ったり回復したりするには、2〜3歩横に移動するだけで十分です。 このような場所で良好な通信を確保するには、内部アンテナに追加の交換用アンテナが必要です。 追加の外部アンテナの使用が推奨される場合がいくつかあります。 type="ディスク">金属製のボディは無線信号の通過を妨げるスクリーンであるため、車内の電話には特に追加のアンテナが必要です。 強度が不十分な信号を受信すると、デバイスは基地局から出力電力を上げるコマンドを受信するため、放射線レベルが増加し、消費電力が増加します。 さらに、車内では、電話機自体のアンテナからの放射が繰り返し反射され、その結果、乗客全員が電子レンジの中の食べ物のように、内部放射のある閉回路内に座っていることに気づきます。 もう XNUMX つの注意が必要な点は、電話から発信される無線信号が車内の一部の電子機器の動作に影響を与える可能性があることです。 車外アンテナは上記のトラブルを回避するだけでなく、通信の品質も向上します。 これは主に、車外の信号の除去とアンテナ パターンのより効率的な再配分によって実現されます。 車のアンテナを適切に配置するにはどうすればよいですか? 垂直 (ホイップ) アンテナは可能な限り大きな金属表面の上に配置する必要があるという規則があります。 この観点から、垂直アンテナを設置するのに最適な場所は車の屋根の中央です。 ルーフに加えて、リアまたはフロントフェンダーもこのようなアンテナの取り付けに適しています。 しかし、金属バンパーは理想的な場所とは程遠いです。 多種多様なデザインの中でも注目すべきは、いわゆる「カットインホイップアンテナ」。 その主な利点は、車のボディ (「地面」) と直接接触することであり、これがパフォーマンスにプラスの効果をもたらし、その結果として通信の品質にプラスの効果をもたらします。 ほぞ穴アンテナを取り付けるには、車の屋根に穴を開け、アンテナ設置場所を湿気から隔離し、内部の皮膚に当たらないように接続ケーブルを慎重に固定する必要があります。 磁気ベース上のアンテナ (図 1) は、製造しやすさと設置の容易さにより、自動車運転者の間で非常に人気があります。 それでも、必要に応じて、このようなアンテナは車室内に簡単に取り外すことができ、高速走行中でも磁石が落ちることはありません。 しかし、利便性のためには何かを支払う必要があり、その見返りとしてパフォーマンスは若干悪くなります。
「磁気」アンテナを選択するときは、ケーブルの長さを変更したり、磁石と本体の間にゴム製ガスケットを使用せずに設置したりすると、アンテナの性能に悪影響を及ぼすことを考慮する必要があります。 XNUMX つの部分で構成される「XNUMX コンポーネント」アンテナがあります。 電話につながるケーブルが付いているベース部分はキャビン内のガラスに取り付けられ、他の部分はその反対側の外側にあります。 それらの間には容量結合が提供されます。 残念ながら、ガラスを通過すると信号が弱くなるため、これは信号を送信する最も効率的な方法ではありません。 さらに、そのようなアンテナをさまざまな金属コーティング、たとえばガラス上の着色またはヒーターストリップの近くに設置することは望ましくありません。 粘着式アンテナも市販されています。 それらはテープまたは小さな箱の形で作られ（図2）、ガラスの内側に接着されます。
ケーブルはアンテナに恒久的に接続されるため、多くの場合アンテナに付属しています。 本来のケーブルの長さは通常3mですが、アンテナ設置時にケーブルが切れた場合、端にコネクタを取り付ける必要があります。 この操作は非常に慎重に行う必要があります。 コネクタが正しく取り付けられていないか、コネクタの接触不良があると、システム全体の動作に支障をきたす可能性があります。 多くの携帯電話モデルには、外部アンテナを接続するためのジャックが付いています。 次に、ケーブルをそれに接続します。 コネクタが電話機に接続されると、アンテナ パスが自動的に外部アンテナに切り替わります。 適切なコネクタを「入手」するのが難しい場合は、市販のアンテナ アダプタを使用できます。 これらは短いケーブルで、一方の側には電話用の高周波コネクタがあり、もう一方の側には標準ケーブルの高周波コネクタがあります（図3）。 通常、アンテナ アダプタの減衰は 1 dB を超えません。
一部の電話モデルには、変更可能なアンテナ用の特別なソケットがありません。 スピーカーフォン経由で接続できます。 アンテナからのケーブルを電話機付きの機器に接続し、電話機をこの機器のソケットに差し込みます。 原則として、電話機の純正アンテナを取り外し、代わりに外部アンテナ ケーブルを接続できます。 しかしこれは。 もちろん不快です。 静止物体（アパート、オフィス、コテージ）と通信する場合、受信が不確実な場合には、外部指向性アンテナを使用することをお勧めします。 もちろん、この場合、電話機はアンテナ ケーブルに接続されているため、「携帯性」は低下しますが、多くの場合、通信の品質は非常に良くなります。 指向性アンテナの主な種類は、「ウェーブ チャネル」アンテナと対数周期アンテナです。 最初のものが最も人気があります。 優れた補強性があり、製造が簡単です。 対数周期アンテナはより複雑で高価ですが、広い周波数帯域を備えており、追加の調整は必要ありません。 「ウェーブ チャネル」アンテナ (図 4) は、同じ名前のテレビ アンテナに似ています。 これは、同じ平面に配置された多数の要素、つまり、ドロップ ケーブルが接続されている半波長 (リニアまたはループ) アクティブ バイブレーター、反射板、ダイレクター (パッシブ バイブレーター) で構成されます。 反射板の長さとアクティブ振動子からの距離は、反射板がアクティブ振動子の放射を逆方向に減衰させ、順方向に増幅するように選択されます。 反射板は、放射 (受信) の一方向特性の形成を提供する一種の反射板です。 多くの場合、振動子のシステムまたはグリッドが反射板として使用されます。 順方向の放射線の増幅は、アクティブな振動子からの放射線の影響下で反射板のように励起されるダイレクタによって促進されます。
「ウェーブ チャネル」アンテナの利点には、シンプルな設計で比較的高いゲインが得られることが含まれますが、欠点としては、3 つ以上のダイレクタによる調整が複雑であることが挙げられます。アンテナは、4 つの図面に従って組み立てられたとしても、調整が異なることが判明します。このようなアンテナの利得は通常、低く指定されています (平均 824 ～ 840 dB)。さらに、帯域幅が狭いと、間隔の広い二重周波数を使用する通信システムでは利得が急激に低下します。 DAMPS 標準では 869 ～ 894 MHz および 900 ～ 1800 MHz の周波数が使用されるため、この範囲の中央に調整された「ウェーブ チャネル」アンテナを使用すると、アンテナの性能が著しく低下します。同じことが、人気のある GSM-3、GSM-XNUMX にも当てはまります。「ウェーブ チャネル」アンテナを計算するプログラムは、XNUMXton.com/gsm にあります。 対数周期アンテナは、広い周波数範囲にわたって一定のビーム形状と一定のゲインを持つアンテナのタイプの XNUMX つです。 対数周期アンテナは、平行に配置された XNUMX 本のパイプの形をした集合線によって形成され、そこに振動子が順番に (XNUMX 本を通して) 取り付けられます。 このようなアンテナは、周波数範囲全体にわたってフィーダとの良好な調整を提供します。 「下から」の動作周波数帯域は最長のバイブレータの寸法に依存し、「上から」 - 最短のバイブレータの寸法に依存します。 アンテナ ゲインは、それぞれがアクティブになるバイブレーターの数によって決まります。 したがって、周波数帯域（最大振動子と最小振動子のサイズ）を設定することで、振動子の数を増やすことで全帯域にわたって十分に高いゲインを得ることができます。 対数周期アンテナはブロードバンド通信システムでうまく機能しますが、ウェーブ チャネル アンテナよりも設計が複雑です。 固定アンテナはブラケットまたはマストに取り付けられ、基地局に向けられ、基地局の信号が安定して受信されます。 「ベース」はアンテナの位置と地形にすべて依存するため、最も近いものである必要はありません。 信号レベルが最も強い基地局は、標準動作モードの理論上の範囲制限 (GSM-35 では 900 km) よりも長い距離にあるため、電話機との連携を「望まない」可能性があります。 アンテナの向きは、アンテナを「地平線に沿って」ゆっくりと回転させ、携帯電話のディスプレイ上の信号レベル インジケーターを確認するか、Netmonitor エンジニアリング メニュー機能 (Nokia デバイスの場合) を使用して、慎重に行う必要があります。 他のほとんどの電話機では、特別なコードを入力してサービス メニューを開くと、電話機が受信した 6 ～ 8 個の周波数のレベル、チャネル番号、基地局までの距離、割合が降順で表示されます。チャネル内のエラーなど。多くのサービス メニューの説明は、www.3ton.com/gsm で参照できます。 Netmonitor がある場合は、デシベル単位の信号レベルでナビゲートするのが適切です (デシベル単位のレベル値が低いほど信号が強くなります)。ネットモニターがない場合は、標準の信号スケールに従って設定が実行されます。 電界強度の変化はすぐには表示されず、5～10秒後に表示されるため、最も強い信号の方向にずれないように、この時間を考慮してアンテナの位置を変更する必要があります。 携帯電話メニューで、継続的ネットワーク検索を有効にする必要があります。 たとえば、GSM-900 シリーズには、124 MHz のステップと 0,2 MHz の受信周波数と送信周波数の分離を持つ 45 チャネルが含まれています。 携帯電話の場合、受信周波数は 890 MHz から始まり、送信周波数は 935 MHz から始まります。 平均ミッドバンド周波数は 922.5 MHz (81.3/XNUMX 波長は XNUMX mm) です。 外部アンテナの効率を高めるために、外部アンテナを製造および構成する際には、受信 (Rx) と送信 (Tx) の周波数の平均ではなく、送信周波数 (Tx) を動作周波数として採用することをお勧めします。携帯電話の送信機の最大出力は当然基地局よりも小さいため、最悪の状況下では電話はまったく聞こえなくなります。 携帯電話に接続されているアンテナ システム全体のゲインは、接続ケーブルの長さと品質によって異なります。 外部アンテナのパスポート データには、ケーブルの長さは考慮されていません (これは、円形の放射パターンを持つ車のアンテナにも当てはまります)。 外部アンテナを使用せずに少なくとも時々会話できる場合は、ゲインが 9..11 dB、ケーブル長が最大 10 m の指向性アンテナを使用できます。便利な場所には 15 ～ 20 m のケーブルが必要です。その場合は、品質を向上させてケーブルを使用するか、通常より安価な 13 ～ 16dB のゲインのアンテナを使用する必要があります。 国内テレビ用同軸ケーブルは限られた範囲でしか使用できません (減衰が 30 m で 100 dB 以上と高すぎます)。 入手可能な輸入サンプルのうち、二重編組同軸ケーブルの RG6 が適しています (減衰は 20 m で 24..100 dB)。 産業用ホイップカーアンテナには通常、RG59 ケーブルが装備されています (減衰 - 28 m で 100 dB)。 ゲイン 12 dB のウェーブ チャネル アンテナと 10 メートルの RG6U ケーブルを使用すると、合計ゲインは約 10 dB になり、20 メートルのケーブルを使用すると、合計ゲインは 7 dB になります。 通信品質が「クリティカル」レベルの場合は、単純なホイップ アンテナでもアンテナを高くすることで状況を改善できる可能性があります。 その中のデポ。 携帯電話で通話する場合、エネルギーの約 10 ～ 20% が加入者の身体に吸収されるため、アンテナを上げると周囲の物体の影響が減少します。 そうですね、最も単純なダイポール アンテナはわずか 15 分で作成できます。 白いテレビケーブルRG6Uを取り、一方の端から上部の絶縁体を切り取って「切断」します。 中心導体とケーブル編組を取得します。直径 1 .. 2.5 mm、長さ 82 mm (900 MHz 範囲の場合) の銅線を中心導体にはんだ付けします。 同じ長さの 5 番目のワイヤーを編組にはんだ付けします (図 XNUMX)。
ケーブルのもう一方の端を（コネクタまたはアダプターを介して）電話に接続します。 * ホーンを「垂直 (XNUMX つは上、もう XNUMX つは下)」に配置すると、文字「T」を横に置いたような形になります (GSM は垂直偏波を使用するため、このダイポール配置が必要です)。中心コアを編組で短くしてください。そうしないと、電話機が焼損する可能性があります。 情報源
著者: A.カシュカロフ、サンクトペテルブルク
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