Xarici Bluetooth antenası. Qəbul diapazonunu artıraraq Bluetooth adapteri üçün antenanı necə yaratmaq olar. Mobil Telefonlarda BlueTooth Planar Antenna Sistemləri

14.08.2023

Hitachi Metals, Murata, Yocowo, Antek Wireless, Centurion və başqaları kimi bir neçə firma artıq mobil telefoniyada istifadə olunan və yüksək tezlikli keyfiyyətlərə malik keramika materiallarından istifadə edərək Bluetooth sistemləri üçün xüsusi olaraq hazırlanmış geniş çeşiddə antenalar istehsal edir.

Hitachi Metals Bluetooth proqramları üçün yaxşı uyğun olan "E-Type Electrode Configuration" antenalarını buraxdı (Şəkil 28). Yeni antena üçün tələb olunan yer çox kiçikdir (15x3x2mm), periferik hissələrin yerləşməsinə həssas deyil, yüksək performanslı Bluetooth kristal antenası kimi hazırlana bilər və istifadəsi asandır.

düyü. 28

Antek Wireless Inc. faktiki olaraq hər hansı bir layihə spesifikasiyasını aşan səmərəliliyi təmin edən, kiçik ölçüdə və demək olar ki, hər hansı bir cihazda quraşdırıla bilən orijinal dizaynlı yeni 2,4 GHz antenna hazırlayıb. Antena Bluetooth, IEEE 802.11 və HomeRF protokollarından istifadə edən simsiz video ötürülməsi, audio avadanlığı, qulaqlıqlar, modemlər, mobil kompüterlər, portativ telefonlar və digər portativ əl cihazları kimi müxtəlif tətbiqlərə tətbiq olunur.

Centurion International Bluetooth texnologiyasından istifadə edən portativ kompüterlərdə istifadə üçün daxili PIFA antenası və ya düz antenanın varyasyonlarını işləyib hazırlayıb. Yeni antena kompüter istehsalçılarına portativ telefonlar və mesajlaşma sistemləri ilə asanlıqla əlaqə saxlayan və yüksək məlumat sürəti ilə İnternetə qoşulan portativ qurğular hazırlamağa imkan verir.

Murata Manufacturing Co. Bluetooth texnologiyasından istifadə edərək noutbuklar üçün quraşdırılmış dielektrik antenaların istehsalına və satışına başlamışdır (şək. 29). Yeni G2 seriyasının modul ölçüləri 15x5.8x7.0 mm-dir.

düyü. 29

Miyazaki Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Bluetooth cihazları üçün ultra kompakt antenanı işə salır (30). Antenna keramika bazasında hazırlanır və ölçüləri 5x1.2x1.2 mm-dir. Bu, Bluetooth sənayesində ən kiçik antenadır. Antenanın xüsusiyyətləri aşağıdakılardır: iş tezliyi 2.4 GHz, qazanc -2 dBi, gərginlik dayanan dalğa nisbəti (VSWR) 2.0.

TDK Corp. Bluetooth məhsullarında istifadə üçün iki kiçik 7mm x 7mm yarımdalğalı antena istehsal edir. CANPB0715 antennasının -5 dBi, CANPB0716 antennasının isə 3 dBi qazancı var. Əksər digər kiçik antenalar dörddəbir dalğadır. Onların istifadəsi yalnız cihazın gövdəsinə torpaqlama aparıldığı daha böyük mobil cihazlarda, məsələn, noutbuklarda mümkündür.

Əvvəllər antenaların iki əsas konfiqurasiyası var idi: F tipli tərs tək uclu antenna və düz anten. Ters çevrilmiş F antenanın ölçüsünü azaltmaq üçün bir tərəfi açıq, digər tərəfi isə torpaqlanmışdır, lakin açıq tərəf torpaq elektrodunun təsirinə məruz qalır.

düyü. otuz

Buna görə də, müəyyən bir məkanda antenna xüsusiyyətlərini reallaşdırmaq üçün böyük bir sahə tələb olunur və periferik komponentlərin yerləşdirilməsinin layihələndirilməsi zamanı diqqətli olmaq lazımdır. Bundan əlavə, düz antena yüksək həssasdır (yüksək qazanc) və güclü istiqamət xüsusiyyətlərinə malikdir, bu da onu hərtərəfliliyin tələb olunduğu Bluetooth proqramları üçün yararsız edir.

Hitachi Metals tərəfindən hazırlanmış antenna növü F tipli tərs antenanın unikal üstünlüklərinə malikdir, lakin hər iki tərəfdə torpaq elektrodları daxildir və mərkəzi, konus formalı elektrod əlavə olunur. Başqa sözlə, Hitachi Metals tərəfindən icad edilən yeni E-Tip Elektrod konfiqurasiyası daha da kiçikləşdirilə bilər və yaxınlıqdakı torpaq elektrodlarına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərmir. Anten nə qədər kiçik olsa, korpus onun parametrlərinə bir o qədər az təsir edir.

Yuxarıda göstərilən Bluetooth sistemi üçün bütün antenna dizaynlarının təhlili antenanın spesifikasiyasına daxil olan əsas antenna parametrlərini müəyyən etməyə imkan verir, bunun əsasında belə bir antenna ilə mobil telefonun dizaynı üçün bir üsul seçmək mümkündür.

Bluetooth sistemi antennasına texniki tələblər:

İş tezlik diapazonu: 2400…2500 MHz;

Orta qazanc: -3 dBi;

Giriş empedansı: 50 Ohm;

VSWR: 3 və ya daha az.

Antena sisteminin layihələndirilməsi prosesində aşağıdakılar lazımdır:

Yer səthini optimallaşdırın (bəzən əks çəki də deyilir), yəni telefon qutusunun daxili səthinin keçirici sahələrlə optimal doldurulmasını tapın. İndiki vaxtda bu, tez-tez işin ayrı-ayrı hissələrini keçirici boya ilə rəngləməklə həyata keçirilir.

Anten dizaynının məqsədi tələb olunan radiasiya modelini (RP) və əməliyyat tezlik diapazonunda yaxşı uyğunluğu əldə etməkdir.

Simsiz qurğular çox rahatdır - artıq naqillərdən narahat olmaq lazım deyil, ancaq "hava üzərindən" rabitənin radiusda müəyyən məhdudiyyətlərə malik olduğunu aydın başa düşməlisiniz. Üstəlik, məsələn, kompüteriniz üçün satın aldığınız Bluetooth adapteri nə qədər ucuz olsa, sabit əlaqə əldə etmək üçün ondan bir o qədər az uzaqlaşa bilərsiniz. Əlbəttə ki, bəzi bahalı cihazlar həmişə yaxşı nəticə vermir. Bu gün biz Bluetooth siqnalını necə gücləndirmək və bunun nə qədər real olduğunu danışacağıq.

ümumi məlumat

Məqalədə adapterin sökülməsi, hissələrinin dəyişdirilməsi və ya lehimləmə ilə dəyişdirilməsini əhatə edən bəzi üsullar təsvir olunur, bu da hər kəs üçün uyğun olmaya bilər. Əgər siz elektronikadan savadlı deyilsinizsə, lehimləmə dəmiri ilə çox çevik deyilsinizsə və ya cihazınız zəmanət altındadırsa, lütfən, bu üsullardan qaçın.

Adapterin tamamlanması

Bluetooth-un sürətini artırmaq üçün ən sadə, lakin ən təsirli olmayan üsul, onun paylanmasını bütün 360 dərəcə gücləndirməkdənsə, siqnalı müəyyən bir istiqamətə yönəldəcək reflektorlu bir adapterin əlavə edilməsi hesab edilə bilər.

Pivə qabından belə bir reflektor düzəltməyə cəhd edə bilərsiniz, bunun üst hissəsini kəsib daha bir neçə kəsik edə bilərsiniz: yuxarıdan aşağıya, sonra isə ondan bir az yanlara, sanki konservin altını bir az ayırır.

Bluetooth adapteri mərkəzdə istədiyiniz hər şeylə quraşdırılıb və USB adapteri ilə kompüterə qoşulur.

Bənzər bir şey yapışdırılmış folqa ilə kartondan tikilə bilər.

İşə yaraya biləcək başqa bir seçim qutunun yalnız üst hissəsini kəsmək, sonra qutu üçün qutunun altına daha yaxın bir kəsik etmək və adapteri antenanın olduğu tərəfə daxil etməkdir. Sonra yenə sizin üçün əlverişli üsulla düzəldirik və uzatma kabeli ilə birləşdiririk.

Dəyişikliklər

İndi adapterin özünün fiziki modifikasiyasını əhatə edən üsullar haqqında danışacağıq. Daha ucuz olanlarda, əslində onların problemi olan xarici antena tapmaq çətin deyil.

Mümkünsə, işi açırıq və lövhəyə lehimlənmiş SMD antennasını axtarırıq - hissəni həddindən artıq qızdırmadan, yalnız çox diqqətlə lehimləməli olacaqsınız.

Sonra, antenanın yerinə SMA konnektorunu lehimləyirik, bundan əvvəl artıq olan hər şeyi çıxarırıq: antenin vidalandığı hissəyə toxunmuruq, lakin digər ucunda kənarını kəsirik, ekranı və nüvələri ayırırıq. , onları soyun, qalay və lehimləyin.

Tam olaraq harada lehimlənəcəyinizə dair hər hansı bir şübhəniz varsa, həvəskar radio forumlarına müraciət etmək yaxşıdır.

İndi əldə etdiyimiz şeyə, köhnə Wi-Fi-dan etibarlı şəkildə bükülə bilən antenaya qoşuluruq.

Artıq xarici antenası olan daha bahalı bir cihazınız varsa, lakin hələ də siqnaldan narazısınızsa, Hyper qazanc antenası vəziyyəti xilas edə bilər - satın alın, əlaqə üçün adapteri kəsin və ekranı nüvə ilə paylaşın.

Mobil Telefonlarda BlueTooth Planar Antenna Sistemləri

V. Kaliniçev, A. Kuruşin, V. Nedera

Mobil Telefonlarda BlueTooth Planar Antenna Sistemləri

Bluetooth simsiz lokal rabitə sistemində planar mikrozolaqlı antenalardan istifadə məsələləri nəzərdən keçirilir. Keramikada itkilər nəzərə alınmaqla planar keramika antenanın dizaynı və təhlili üsulları nəzərdən keçirilir. Korpusdakı antenanın ədədi təhlili üçün HFSS proqramı istifadə edilmişdir. Müəyyən bir telefon üçün aşağıdakı hesablamalar aparıldı: üstü dielektriklə örtülmüş metal telefon qutusunun səthi üzərində cərəyan paylanması, cib telefonunun müxtəlif istiqamətləri üçün radiasiya nümunələri. Serial Bluetooth antenalarına ümumi baxış, həmçinin bu antenaların korpusa quraşdırılması üçün tövsiyələr verilir.

Giriş

İnformasiya mübadiləsinin sürətinin artırılması "ev" səviyyəsində simsiz rabitə sistemlərinin inkişafına kömək etdi. Fərdi kompüterlər və noutbuklar, mobil telefonlar, CD və MP3 pleyerlər, rəqəmsal kameralar və videokameralar və tez-tez bir-birinə və masaüstü kompüterlərə qoşulan bir sıra digər rəqəmsal qurğular (Şəkil 1) rabitə problemi yaratmışdır.

Şəkil 1. Bluetooth simsiz texnologiyasından istifadə edən qısa məsafəli rabitə sistemi

Kabel əlverişsiz hala gəldi - tez-tez qoşulmaq lazımdır, konnektorlarla kabelin özünün ölçüləri cihazın özündən demək olar ki, daha böyükdür və s. Bunun fonunda cihazın əsas kompüterin diskinə kontaktsız qoşulmasını təmin edən WLAN (Simsiz Yerli Şəbəkə) simsiz lokal texnologiyalarının aktuallığı kəskin şəkildə artmışdır.

Nəticədə Bluetooth simsiz rabitə sistemi təklif edildi və sürətlə inkişaf etdirildi (şək. 1). Radiotezlik spektrində 2,4465-2,4835 GHz diapazonunda 37 MHz diapazonunda (hər biri təxminən 2 MHz) 79 kanal var.

Bluetooth standartının mahiyyəti elektron cihazları 2,45 GHz tezliyində işləyən, 10 m-ə qədər diapazona və 1 Mbit / s-ə qədər məlumat ötürmə sürətinə malik ötürücülərlə təchiz etməkdir. Bu cihazların istifadə imkanları həqiqətən sonsuzdur. Simsiz qulaqlıqlar, siçanlar, klaviaturalar, mobil telefonları və noutbukları birləşdirən, PDA-lar arasında məlumat mübadiləsi - hər şeyi sadalaya bilməzsiniz.

Bluetooth sistemi icazə verilən 2,45 GHz diapazonunda (ISM - Industry, Science, Medicine diapazonu) işləyir ki, bu da bütün dünyada Bluetooth cihazlarından sərbəst istifadə etməyə imkan verir. Texnologiya yayılma spektri ilə tezlik atlamasından (1600 hop/s) istifadə edir. Əməliyyat zamanı ötürücü psevdo-təsadüfi alqoritmə uyğun olaraq bir əməliyyat tezliyindən digərinə sıçrayır. Qəbul edən və ötürən kanalları ayırmaq üçün vaxt bölgüsündən istifadə olunur (şək. 2). Sinxron və asinxron məlumat ötürülməsi dəstəklənir və TCP/IP ilə inteqrasiya təmin edilir. Vaxt intervalları paketlərin ötürülməsi üçün sinxronlaşdırılır, hər biri öz radio tezliyi ilə ötürülür.

Şəkil 2 A aləti ilə B aləti arasında alternativ əlaqə

Bluetooth cihazlarının enerji istehlakı 0,1 Vt daxilində olmalıdır. Hər bir cihazın IEEE 802 LAN standart formatına uyğun unikal 48 bitlik şəbəkə ünvanı var.

Bluetooth sistemlərinin qurulmasının əsas prinsipi tezlik atlamalı spektrin yayılmasının (FHSS - Frequency Hop Spread Spectrum) istifadəsidir. Bluetooth radio rabitəsi üçün ayrılmış 2.402 ... 2.480 GHz bütün tezlik diapazonu N tezlik kanalına bölünür. Hər bir kanalın bant genişliyi 1 MHz, kanallar arası məsafəsi 140…175 kHz-dir. Paket məlumatlarını kodlaşdırmaq üçün tezliklərin dəyişdirilməsi açarı istifadə olunur.

ABŞ və Avropa üçün N = 79. İstisnalar İspaniya və Fransadır, burada Bluetooth üçün 23 tezlik kanalı istifadə olunur. Kanallar 1600 Hz tezliyi olan psevdo-təsadüfi qanuna uyğun olaraq dəyişdirilir. Daimi tezliklərin interleaving Bluetooth radio interfeysi bütün ISM diapazonunda məlumat yayımlamaq və eyni diapazonda işləyən cihazlar tərəfindən müdaxilə qarşısını almaq üçün imkan verir. Əgər bu kanal səs-küylüdürsə, o zaman sistem digərinə keçəcək və bu, müdaxiləsiz kanal tapılana qədər davam edəcək.

Strukturun sadəliyi Bluetooth sisteminin sürətli işə salınmasına çox kömək etdi. O, radio modul-qəbuledici, rabitə nəzarətçisi (aka prosessor) və faktiki olaraq yuxarı səviyyəli Bluetooth protokollarını həyata keçirən idarəetmə qurğusundan, həmçinin terminal cihazı ilə interfeysdən ibarətdir. Bundan əlavə, qəbuledici və rabitə nəzarətçisi xüsusi mikrosxemlərdirsə (inteqrasiya edilmiş və ya hibrid), o zaman rabitə idarəetmə cihazları standart mikrokontrollerlərdə, siqnal prosessorlarında həyata keçirilir və ya onun funksiyaları güclü terminal qurğularının (məsələn, noutbuklar) mərkəzi prosessorları tərəfindən dəstəklənir. ).

Bundan əlavə, digər tətbiqlərdə istifadə olunan inteqral sxemlər Bluetooth cihazlarında istifadə olunur, çünki 2 GHz mikrodalğalı diapazon kifayət qədər yaxşı mənimsənilib və Bluetooth-a daxil edilmiş texniki həllər özlüyündə çox yenilik ehtiva etmir. Əslində, modulyasiya sxemi geniş yayılmışdır, tezlik atlamalı spektrin yayılması texnologiyası yaxşı işlənmişdir və güc aşağıdır.

Bluetooth texnologiyasının uğurunun açarı radio ötürücüdür. Aşağı qiymət və aşağı güc həm interfeys spesifikasiyalarının həyata keçirilməsində (qısa hava radio bağlantısı), həm də qəbuledicinin dizaynında əsas mülahizələr idi. Bluetooth texnologiyası bir silikon çipdə RF sxemi və rəqəmsal axın emal sxemini birləşdirərək tək çipli ötürücü yaratmağa imkan verir.

Bluetooth ötürücü

Bluetooth qəbuledicisini üç funksional bloka bölmək olar (şək. 3). Radio bölməsində RF yuxarı və aşağı çeviriciləri, baza zolağı IF, kanal filtri, modulyator/demodulyator və tezlik sintezatoru var.

Şəkil 3. Bluetooth ötürücüsünün əsas elementləri

Radio bloku 2,45 GHz tezliyində FM siqnalını bit axınına və əksinə çevirir. Antena sistemin çox vacib elementidir. Antena çox yönlü olmalı və 0 dBi qazancı olmalıdır, istifadəçinin olması siqnalın yayılmasına təsir etməməlidir. 2.45 GHz-də kiçik dalğa uzunluğuna görə antenanın ölçüsü bir neçə sm ilə məhdudlaşır.Hazırda düz və ya PIFA antenaları ən çox istifadə olunur, lakin keramika substratda daha kiçik E tipli dizaynlar təklif edilmişdir. Antenna 2,45 GHz tezliyini ISM diapazonundan ayıran bant keçirici filtrlə tamamlanır.

Sadə və dayanıqlı qəbulediciləri və qeyri-koherent aşkarlamanı həyata keçirmək üçün Bluetooth 1 Mbit/s sürətlə tezlik sıçraması ətrafında Qauss nəbzi ilə ikili tezlik dəyişikliyindən (FM, FSK) istifadə edir. Belə bir siqnalın sahəsi BT = 0,5-dir, burada B zolaqdır, T nəbz müddətidir, modulyasiya indeksi 0,28-dən 0,35-ə qədər və nəbz müddəti 1 μs-dir. FM tezlikləri dəyişdirərkən və qeyri-müntəzəm vaxt intervallarında məlumat daxil olduqda işləmək çətin olan AGC ehtiyacını aradan qaldırır. RF qəbuledicisinin ön hissəsi aşağı çeviricidən, kanal keçid filtrindən və tezlik detektorundan ibarətdir.

Kanal filtri 1 MHz bant genişliyi ayırır və kifayət qədər yüksək seçicilik tələblərinə malikdir. ISM diapazonu zolağın digər sistemləri ilə (bura digər Bluetooth sistemləri daxil ola bilər) paylaşılmalı olduğundan, alətlə qarşılıqlı əlaqənin qarşısını almaq üçün tədbirlər görülməlidir. Tipik olaraq, bir Bluetooth qəbuledicisi aşağı çevrilmə ilə qurulur (yəni görüntü kanalı IF bandına düşdüyü zaman). Qonşu Bluetooth sistemlərini ayırmaq üçün güzgü kanalı üçün bloklama faktorları birinci, ikinci və üçüncü qonşu kanallar üçün 20, 30 və 40 dB olmalıdır.

Bluetooth sisteminin işləmə xüsusiyyətinə görə intermodulyasiya üçün texniki tələblər qəbuledicinin həssaslığına nisbətən daha sərtdir.

0 dBm çıxış gücü ilə 10 m məsafəni qət etmək üçün qəbuledicinin həssaslığı P min = -70 dBm kifayətdir. Maksimum məlumat ötürülməsi xətası dərəcəsini təmin etmək üçün -114 dBm (1 MHz səs-küy diapazonunda) qəbuledicinin girişindəki səs-küy səviyyəsini və qəbuledici yolunun çıxışındakı tələbi K m = 21 dB nəzərə alaraq, maksimum məlumat ötürülməsi xətası dərəcəsi BER = 0,1. %, biz səs-küy rəqəminin 13 dB olduğunu əldə edirik. Bu dəyər həssaslıq düsturundan hesablanır

P min = -174 dBm + NF + 10lgB + a + K m , (1)

burada -174 dBm normal temperaturda 1 Hz diapazonunda istilik səs-küy gücüdür (kTB); NF - səs-küy rəqəmi, dB; B - demodulyatordan əvvəl tezlik diapazonu, 1 MHz; a - cavab həddi, a = 3 dB; K m - modulyasiya növündən asılı olaraq əmsal.

Bu günə qədər əldə edilmiş 13 dB-dən xeyli aşağı olan səs-küy göstəricisi ilə müqayisədə bu, kifayət qədər zəif dəyər kimi görünür. Bununla belə, bu aşağı tələb ucuz itkili komponentlərdən istifadə etməyə imkan verir və müdaxilə edən siqnallara qarşı qorunma təmin edir (substratda və elektrik naqillərində çarpazlaşma).

Bluetooth qəbuledicisinin dinamik diapazonunun hesablanması

Dinamik diapazonun yuxarı həddi iki qonşu kanalın tezlikləri ilə girişdə 2 siqnal olduğunu qəbul etsək, 3-cü dərəcəli intermodulyasiya təhrif məhsulunun səviyyəsindən təxmin edilə bilər.

f 0 + D f və f 0 + 2D f tezlikləri olan iki siqnal f 0 tezliyi ilə nəzərdən keçirilən radiokanalda üçüncü dərəcəli intermodulyasiya təhrif məhsulu P IM3 istehsal edir. P IM3 məhsulunun güc səviyyəsi P daxil müdaxilə edən giriş gücündən və bütün qəbuledicinin qeyri-xətti parametrindən - üçüncü dərəcəli kəsmə nöqtəsi IP 3-dən asılıdır və bərabərdir:

P IM3 = 3P in - 2IP 3 [dB]. (2)

Təhrifsiz dinamik diapazon xətti və qeyri-xətti mənşəli təhriflərin demodulyatordakı təhrifə eyni dərəcədə təsir etməsi və öz siqnalının aşkarlanmasını eyni dərəcədə pisləşdirməsi şərti ilə müəyyən edilir. Bu o deməkdir ki, BER-in həssaslığı təyin edərkən təyin edilmiş eyni dəyərin 0,1% -dən çox olmaması üçün qəbul edilmiş siqnal gücünün səs-küy səviyyəsindən 3 dB yuxarı olması lazımdır (bu, qəbuledicinin həssaslığına Pmin uyğun gəlir). Buna görə də, (2) ifadəsində IP3 = -16 dBm alındı, PIM3 intermodulyasiya məhsulunun qəbuledicinin həssaslığına bərabər olduğunu, iki müdaxilə edən siqnalın 0 dBm gücə malik olduğunu və müdaxilənin 1 m məsafədə mövcud olduğunu nəzərə alsaq. .

IP3 dəyəri = -16 dBm qəbuledicinin həssaslığı ilə Pmin = -70 dBm birləşdirərək, (1) və (2)-dən əldə edirik ki, Bluetooth qəbuledicisinin təhrifsiz dinamik diapazonu (SFDR) bərabər olmalıdır.

SFDR = 2/3(IP 3 - (P min + 3 dB)) = 50 dB. (3)

Transmitter bloku da olduqca sadədir. Binar GFSK modulyasiyası FM yerli osilatorunun birbaşa modulyasiyası ilə əldə edilir. Buna görə əlavə faza yuxarı çevrilmələrə ehtiyac yoxdur. 2.45 GHz ISM diapazonunda işləyən FM sistemləri üçün tələb olunan 1 MHz spektr genişliyini saxlamaq üçün əsas zolaq siqnalı Gauss filtri ilə süzülür. Qauss zərfinin modulyasiyası ötürücü çıxış mərhələsinin xəttinə yüksək tələblər qoymur, burada iqtisadi sinif C gücləndiricilərindən istifadə edilə bilər.

Bluetooth ötürücüsünün gücü təxminən 0 dBm-dir (maksimum güc 20 dBm-ə qədər istifadə edilə bilər). 0 dBm-dən çox güc səviyyələri üçün qapalı dövrə güc nəzarəti tətbiq edilir.

Bluetooth sistemində mobil telefonun diapazonunun hesablanması

Məlumdur ki, P n qəbul nöqtəsində radio siqnalının gücü aşağıdakılara bərabərdir:

burada P - ötürücü tərəfindən yayılan güc; G m - ötürücü antenanın maksimum qazancı; eff.m - qəbuledici antenanın maksimum effektiv sahəsi (antenanın həndəsi sahəsinə mütənasibdir); F(,) - ötürücü antenanın şüalanma modelinin funksiyası; F"(",") - qəbuledici antenanın radiasiya modelinin funksiyası.

Bu düsturdan maksimum radio diapazonunu əldə edə bilərsiniz, bir şərtlə ki, antenalar bir-birinə yönəldilir,

burada P n.min - qəbuledicinin həssaslığı, bizim vəziyyətimizdə P n.min = 10-10 W (-70 dBm).

(4) düsturuna vericinin gücünü P = 10-3 W, G m = 0,5, A eff.m = 25 10 -6 (5 ilə 5 mm) əvəz edərək, r m = 3 m alırıq.

Bu dəyər Bluetooth sisteminin tələblərinə yaxındır və antenanın həndəsəsini hesablamaq üçün başlanğıc nöqtəsi ola bilər, çünki qalan xüsusiyyətlər ötürücü çip üçün standart tərəfindən müəyyən edilir.

Bluetooth üçün antenalar (istehsalçıların və həllərin icmalı)

Hitachi Metals Bluetooth proqramları üçün yaxşı uyğun olan "E-Type Electrode Configuration" antenalarını buraxdı (Şəkil 4). Yeni antena üçün tələb olunan yer çox kiçikdir (15x3x2mm), periferik hissələrin yerləşməsinə həssas deyil, yüksək performanslı Bluetooth kristal antenası kimi hazırlana bilər və istifadəsi asandır.

Şəkil 4. Bluetooth üçün Hitachi Metals antennasının görünüşü

Murata Manufacturing Co. Bluetooth texnologiyasından istifadə edərək noutbuklar üçün quraşdırılmış dielektrik antenaların istehsalına və satışına başlamışdır (şək. 5). Yeni G2 seriyasının modul ölçüləri 15x5.8x7.0 mm-dir.

Şəkil 5. Çip antenası ANCG22G41 Murata

Miyazaki Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Bluetooth cihazları üçün ultra kompakt antenanı təqdim edir. Antenna keramika bazasında hazırlanır və ölçüləri 5x1.2x1.2 mm-dir. Bu, Bluetooth sənayesində ən kiçik antenadır. Antenanın xüsusiyyətləri aşağıdakılardır: iş tezliyi 2.4 GHz, qazanc -2 dBi, gərginlik dayanan dalğa nisbəti (VSWR) 2.0.

Şəkil 6. Mobil telefon qutusunda keramika antenası (şəkil)

Şəkil 7. Metallaşdırılmış mobil telefon qutusunda Bluetooth antenasının 3D görünüşü (HFSS-də rəsm)

Elektron tipli Anten Konfiqurasiyası

Əvvəllər antenaların iki əsas konfiqurasiyası var idi: F tipli tərs tək uclu antenna və düz anten.

Ters çevrilmiş F antenanın ölçüsünü azaltmaq üçün bir tərəfi açıq, digər tərəfi isə torpaqlanmışdır, lakin açıq tərəf torpaq elektrodunun təsirinə məruz qalır. Buna görə də, müəyyən bir məkanda antenna xüsusiyyətlərini reallaşdırmaq üçün böyük bir sahə tələb olunur və periferik komponentlərin yerləşdirilməsinin layihələndirilməsi zamanı diqqətli olmaq lazımdır.

Bundan əlavə, düz antena yüksək həssasdır (yüksək qazanc) və güclü istiqamət xüsusiyyətlərinə malikdir, bu da onu hərtərəfliliyin tələb olunduğu Bluetooth proqramları üçün yararsız edir.

Bluetooth sistemi antennasına texniki tələblər:

əməliyyat tezlik diapazonu: 2400…2500 MHz;
orta qazanc: -3 dB;
giriş empedansı: 50 Ohm;
VSWR: 3 və ya daha az.

Antena sisteminin layihələndirilməsi prosesində aşağıdakılar lazımdır:

filtr girişi ilə mikrostripli antenanın qidalanma nöqtəsi arasında uyğun strukturu hesablamaq;
yer səthini optimallaşdırın (bəzən əks çəki də deyilir), yəni telefon qutusunun daxili səthinin keçirici sahələrlə optimal doldurulmasını tapın. İndiki vaxtda bu, tez-tez işin ayrı-ayrı hissələrini keçirici boya ilə rəngləməklə həyata keçirilir.

Anten dizaynının məqsədi tələb olunan radiasiya modelini (RP) və əməliyyat tezlik diapazonunda yaxşı uyğunluğu əldə etməkdir.

Planar antenanın ümumiləşdirilmiş strukturunun təhlili

Bluetooth sistemi üçün mövcud antenaların nəzərdən keçirilməsi göstərir ki, onlar üçölçülü substratın bir və ya bir neçə tərəfində yığılmış mürəkkəb konfiqurasiyalı metal formalara malikdir, əksər hallarda yüksək keçiriciliyə malik keramikadır (şək. 8). Ona görə də deyə bilərik ki, bu formaların hər biri rezonatordur. Məlumdur ki, antenanın ölçüləri iş tezliyi ilə bağlıdır. Antenanın uzun tərəfi boyunca rezonans verdiyini fərz etsək, antenanın uzunluğunu aşağıdakı sadə düsturla hesablamaq olar:

burada f r - verilmiş rezonans tezliyi; substrat materialının nisbi keçiriciliyidir. Bu düstur antenanın alt təbəqəsinin eninin və substratın qalınlığının rezonans tezliyinə təsirini nəzərə almır, lakin bu təsir adətən əhəmiyyətsizdir. Formula (1) yuxarı dirijor və antenanın yer müstəvisi arasındakı boşluqda formalaşan yarımdalğalı rezonator kimi çap edilmiş antenanın fiziki təbiətini (Şəkil 9) əks etdirir. Məsələn, f r = 2,5 GHz və = 34 (keramika) tezliyində (1) bizdə A ~= 10,3 mm var.

Şəkil 8. AutoCAD-də YCE-5207 Bluetooth Antenna Həndəsəsi

Şəkil 9. AutoCAD proqramında hazırlanmış Bluetooth antenası (yuxarıdan görünüş).

Antenanın uzunluğu ən azı iki dəfə azaldıla bilər (eyni tezlikdə işləyərkən) bir ucu torpaqlanırsa. Bu vəziyyətdə, bir ucu torpaqlanmış, digəri açıq (boş) olan dörddəbir dalğalı rezonator olan ters çevrilmiş F-antennasını (PIFA) alırsınız. PIFA (şəkil 3) antenanın giriş empedansının 50 ohm-a yaxın olduğu bir nöqtədə koaksial xətt ilə idarə olunur. Beləliklə, PIFA uzunluğu təxminən olaraq təxmin edilə bilər

Eyni tezlikdə f r = 2,5 GHz və = 34 ilə tənzimlənmiş bir antenna üçün biz ~= 5,1 mm alırıq, bu da əvvəlki vəziyyətə nisbətən daha az yer tutur. Antenin faktiki ölçüsü rezonatorun açıq ucunda cəmlənmiş yaxın sahənin kənarının təsiri səbəbindən daha kiçik ola bilər.

E-antenanın ölçüsü, hər iki tərəfə bükülmüş olduğundan, təxminən belə təxmin edilə bilər.

Bluetooth sistemi üçün antenalar mürəkkəb formada yarı qapalı qalxanda olduğundan, antena sisteminin performansı nəzəri düsturlarla hesablanmış performansdan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənə bilər. Bu halda, elektromaqnit strukturlarını simulyasiya edən proqram paketlərindən birini istifadə edərək, antenna parametrləri (konduktorların ölçüləri və hündürlükdə aralarındakı məsafə) optimallaşdırıla bilər (şək. 10).

Şəkil 10. Cib telefonunda yaxın sahə (HFSS proqramının sahəsində)

Qeyd edək ki, PIFA antenasının kiçik ölçüsünün üstünlüyü onun emissiya qabiliyyətini azaltmaqla əldə edilir (yalnız bir kənarını yayır), üstəlik, PIFA antennaları adətən dar diapazonlu olur.

Planar antenaların layihələndirilməsi üçün ədədi üsullar

Antenalar bütün radio rabitə sistemlərinin əsas tikinti bloklarıdır və daşıyıcı mühit kimi boş yerdən istifadə edirlər. Onlar boş məkanda ötürücü və ya qəbuledici ilə əlaqə yaratmaq üçün istifadə olunur.

Antenalar bir sıra vacib parametrlərə malikdir, bunlardan ən maraqlısı qazanc, radiasiya nümunəsi, bant genişliyi və polarizasiyadır.

Mobil telefon antenalarının müasir dizaynı (şək. 11) ilkin hesablamalar və evristik mülahizələr əsasında alınan nəticələrdən ilkin məlumatlar kimi istifadə etməklə, elektromaqnit hadisələrinin kompüterdə simulyasiyasına əsaslanır.

Şəkil 11. Mobil telefon qutusundakı Bluetooth antennasının görünüşü

Model yaratarkən yadda saxlamaq lazımdır ki, həndəsə əməliyyat zamanı antenin faktiki vəziyyətinə uyğun olmalıdır, yəni korpus şaquli vəziyyətdə (və ya bir az bucaq altında). Bu halda, düz antenna kənar vəziyyətdədir.

Miniatür keramika antenalarının xüsusiyyətləri

Keramika antenası yüksək dielektrik sabitliyi olan bir substratda hazırlanır. Yüksək keçiriciliyə malik material da yüksək itkilərə malikdir.

Buna görə də, bu cür antenaların hesablanması keramikadakı itkiləri əsaslı şəkildə nəzərə alan proqramlardan istifadə etməklə aparılmalıdır. Belə bir proqram HFSS proqramıdır.

Düz bir antenanı mobil telefonun konstruksiyasına uğurla quraşdırmaq üçün antena sisteminin xüsusiyyətlərinin telefon strukturlarının müəyyən elementlərindən asılılığını göstərən hesablama tədqiqatları aparmaq lazımdır.

Mikrozolaqlı antenaların aşağıdakı xüsusiyyətlərini qeyd edirik:

mikrozolaqlı antenalar spiral olanlardan daha dardır;
mikrozolaqlı antenalar, spiral antenaların əsasən şaquli qütbləşməsi ilə müqayisədə dairəvi polarizasiyanı asanlıqla həyata keçirir;
mikrozolaqlı antenalar şaquli oxa asimmetriyaya görə azimut müstəvisində spiral və vibratorlara nisbətən daha qeyri-bərabər şüalanma nümunəsinə malikdir.

Artıq qeyd edildiyi kimi, keramika antenası 3D quruluşdur, hər tərəfinin səthində müəyyən bir formalı metal keçiricilər yerləşdirilir. Bu dizayn bir və ya bir neçə həyəcan nöqtəsinə malik ola bilər. Bu nöqtələrdə, quruluşda radiasiya cərəyanlarına səbəb olan antenaya bir həyəcan gərginliyi tətbiq olunur. Həyəcan nöqtələri balanslaşdırıcı transformator (balun) ilə birləşdirilə bilər.

Həyəcan nöqtələrinə əlavə olaraq, çap edilmiş antenanın yer nöqtələri (yer müstəvisinə qoşulma) ola bilər. Bu mürəkkəb quruluşda yaranan cərəyanlar radiasiya modelini təşkil edir və fərdi kompüter və ya digər cihazla əlaqə yaratmaq üçün lazım olan digər anten xüsusiyyətlərini həyata keçirir.

Elektrodinamik hesablama nəticəsində sistemdə cərəyanların paylanmasını müəyyən etmək mümkün olduğundan, onların təhlili antenanın təkmilləşdirilməsi üçün əsas ola bilər.

Antenanın dizaynı prosesində, ilk növbədə, 50 Ohm-a yaxın bir giriş empedansı əldə etmək lazımdır, çünki bu vəziyyətdə antenanı aşağı səs-küylü giriş gücləndiricisi və güc gücləndiricisi ilə uyğunlaşdırmaq mümkün olacaqdır. daha az itki ilə ötürmə yolu.

Məsələn, antenanın geri qaytarılması itkisi (parametr 20 log |S 11 |) təxminən -20 dB-dirsə, bu, antenin işləmə tezliyi diapazonunda ətrafdakı məkanla yaxşı koordinasiya ilə işləyəcəyini göstərir. -20 dB dəyəri generatorun gücünün antenna tərəfindən demək olar ki, əks olunmadan udulacağını göstərir, bu da öz növbəsində boş yerlə yüklənir. Antena, güc gücləndiricisinin çıxışı (və ya aşağı səs-küylü gücləndiricinin girişi) və boş yer arasında bir transformatordur, uzaq sahədə bir təyyarə dalğası üçün empedansı 377 ohm-a bərabər hesab edilə bilər.

Növbəti tələb antenanın müxtəlif istiqamətlərdə şüalanma qabiliyyətini təyin edən radiasiya xüsusiyyətləridir. Antenaların layihələndirilməsi və hesablanması zamanı onlar adətən iki qarşılıqlı perpendikulyar müstəvidə radiasiya nümunəsinin bölmələri ilə maraqlanırlar: azimut və yüksəklik. Azimutal RP antenanın üfüqi müstəvidə, yüksəklik RP - şaquli radiasiya qabiliyyətini təyin edir. Hər iki nümunə mobil telefon üçün vacibdir, lakin birincisi hərtərəfliliyi müəyyən edir və sahə emissiyasının qiymətləndirilməsi üçün daha uyğundur. Çap edilmiş antenanın istiqamət parametrləri və ya onun modifikasiyaları mövcud spiral qamçı antenalarından daha pis olmamalıdır.

Bluetooth antennasının radiasiya xüsusiyyətlərinin hesablanması

Cədvəl, müəyyən bir dizaynın dəqiq həndəsi ölçülərini istifadə edərək, bir korpusda bir antenanın modelləşdirilməsinin nəticələrini göstərir. Cədvəl göstərir ki, hesablanmış dizaynın parametrləri ölçülmüş uyğunluq parametrlərindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir (şək. 16). Buna görə də bu fərqlərin səbəblərini təhlil edirik.

Cədvəl. Substratda itkilər olmadıqda antennadan yayılan güc, istiqamət, qazanc və böyüklük (dielektrik tangens = 0). Girişdə (portda) generatorun nominal gücü 1 Vt-dir

F Tezlik	P izl Radiasiya gücü, hesablama, W (radiasiya təyyarələri vasitəsilə güclərin hesablanmış cəmi)	D İstiqamət, dB (HFSS üçün hesablama)	G Qazanc, dB = P izl / P nom	S 11 HFSS hesablanması	20 logS 11 dB
2	0,07	3,47	-7,8	0,96	-0,5
2,2	0,15	2,87	-5,4	0,92	-1
2,4	0,3	2,5	-2,7	0,83	-2
2,6	0,47	2,6	-0,6	0,73	-3
2,8	0,08	2,8	-8,3	0,96	-0,4
3	0,02	3,8	-12,3	0,99	-0,2

Hesablanmış və real dizayn arasındakı ən böyük əsas fərq substratın parametrlərindədir. Beləliklə, cədvəldə verilmiş hesablama məlumatları keramika substratında itkilərin olmamasının ideallaşdırılmış vəziyyətinə uyğundur. Bu ideallaşdırılmış itkisiz halda cədvəl parametrlərinin əlaqəsini tapırıq.

Rad HFSS proqramı ilə bütün radiasiya sərhədində hesablanır. Uzaq sahənin sərhəddini qeyd edən divarlardan keçən bütün güc ümumiləşdirilir və bu P rad verir.

Substrat və keçiricilər itkisizdirsə, antenaya gələn bütün güc şüalanır, yəni P rad. = P ant və antenaya gələn və sonra şüalanan bu güc, öz növbəsində, uyğunsuzluqla müəyyən edilir:

P izl \u003d P ant \u003d P nom (1 - | S 11 | ²), (7)

burada Pnom generatorun nominal gücüdür. HFSS-ə əsasən, 1 Vt-a təyin edilmişdir.

2 GHz tezliyində, cədvələ uyğun olaraq, (7) bizdə var

Qarışqa \u003d 1 (1 - | 0,96 | ²) \u003d 0,07W,

cədvəldəki hesablanmış P izl dəyərinə uyğundur.

Anten qazancı, tərifinə görə,

(7)-ni (8) əvəz edərək, loqarifmik miqyasda əldə edirik:

G \u003d 10lg (1 - | S 11 | ²) + D. (9)

2 GHz tezliyi üçün anten qazancımız var

G \u003d 10lg (1 - | 0,96 | ²) + 3,47 \u003d -7,8 dB.

Beləliklə, substratda itkisiz korpus üçün antena parametrlərinin birləşməsini göstərdik.

(7)-i aşağıdakı formada yenidən yazaq:

HFSS hesablamasını təhlil etdikdə görürük ki, 2 GHz tezliyində və digər tezliklərdə antenanın qazancı zəifdir və ən əsası, antenna uyğunsuzluğu var (şək. 12). Təcrübə göstərir ki, hətta uyğun sxemlər daxil edilmədən də antenna qazancı daha yüksəkdir. Nə məsələdir? Qəribədir ki, keramika substratında itkilərin olması antenanı uyğunlaşdırmağa və ölçüləri dalğa uzunluğuna uyğun olan adi antenna ilə müqayisədə kiçik bir antenanın işini yaxşılaşdırmağa kömək edir. Həqiqətən, itkiləri tg = 0.1-ə qədər artırmaqla (əlbəttə ki, qeyri-real olaraq böyükdür), HFSS-də hesablamaqla, Şəkil 1-də göstərilən uyğun asılılıqları əldə edirik. 13.

Şəkil 12. Keramika parametrləri olan Bluetooth antennasının tezlik reaksiyası = 34, tg = 0 (itkisiz). Rəqəmdən də görünür ki, müqavilə zəifdir.

Şəkil 13. Seramik Parametrlərdə Bluetooth Antenna Tezliyinə Cavab = 34, tg = 0,1 (2 GHz-də)

Antenin səmərəliliyini itkilərdən asılı olaraq araşdırmaq üçün korpusdakı antenanın xüsusiyyətlərinin keramikadakı itkilərdən asılılığını hesablayırıq. Keramika itkiləri var və hesablamalar göstərir ki, itkilərin olmadığını güman etsək, antenanın uyğunluğu zəifdir, itkilər varsa, uyğunluq yaxşılaşır.

P izl gücü proqram tərəfindən bütün radiasiya sərhədlərinə düşən güclərin cəmi kimi ədədi olaraq hesablanır. Bu güc generatorun nominal gücündən azdır və onun yalnız bir hissəsidir.

Bu halda itkilərimiz olduğundan, onlar itkisiz vəziyyət, düstur (7) və P rad qiyməti arasındakı güc fərqi kimi müəyyən edilir. P izl = P ant bərabərliyi artıq etibarlı deyil, bu səlahiyyətlər substratda itkilərin gücü ilə fərqlənir:

P izl \u003d P ant - P udma. (on bir)

(11) düsturunu (8) əvəz edərək, keramikadakı itkiləri nəzərə alaraq antenna qazancının düsturla tapıldığını əldə edirik.

şəklində təmsil oluna bilər

|S 11 |² \u003d 1 - Ktg - G / D, (13)

burada K * tg \u003d P dərin / P nom, ümumi halda K 1-ə bərabər deyil.

(13)-dən görünür ki, |S 11 |² artan itkilərlə azalır və itkili keramika halında antenna ilə uyğunlaşdırmanın nə üçün daha asan əldə edildiyini başa düşmək olar.

Şəkil 14. Bluetooth Antenna Sisteminin Yüksəklik Nümunəsi

Şəkil 15. Bluetooth antenna sistemi olan mobil telefonun azimutal şüalanma sxemi

Hesablamalar göstərir ki, istifadəçinin bədəninin kiçik bir antenanın radiasiya modelinə təsiri əsas mobil telefon antennasının RP-dən xeyli azdır. Eyni şeyi Bluetooth antennasının radiasiya gücünün insan orqanizminə əks təsiri haqqında da demək olar.

Planar antenanın eksperimental tədqiqi

Antenanın eksperimental tənzimlənməsi uyğunluq meyarına və RP meyarına uyğun olaraq həyata keçirilə bilər. Əncirdə. 16, Smith diaqramında çəkilmiş S11 parametrinin ölçülmüş tezlik reaksiyasını göstərir.

Şəkil 16. Korpusda şəbəkə analizatoru ilə ölçülən antenna giriş empedansı

Bu eksperimental ölçmələr HP8632 dövrə sayğacında aparılmışdır.

Antena ekranla qorunarkən antena sisteminin rezonans tezliyinin yerdəyişməsinin eksperimental ölçülməsi göstərdi ki, antenanın korpusa daxil edildiyi zaman rezonans tezliyindən kənarlaşma 50 MHz təşkil edir.

Nəticə

Məqalədə simsiz yerli rabitə üçün nəzərdə tutulmuş Bluetooth sistemində mikrostripli antenanın modelləşdirilməsinin xüsusiyyətləri müzakirə olunur. Mobil telefonda Bluetooth sistemi nəzərə alınır. Antena sisteminin əsas xüsusiyyəti, antenin ağır metallaşdırılmış korpusda, yəni böyük əks çəki ilə işləməsidir. Buna görə də, antenanın gövdə səthində yaratdığı cərəyanları hesablamaq üçün 3D təsvirdə analiz proqramından istifadə etmək lazımdır. Belə bir proqram HFSS-dir. Bu halda, antenanın digər korpus elementləri ilə birlikdə modelləşdirilməsi bütün antenna və boru dizayn prosesinin vacib hissəsidir.

Modelləşdirmə prosesinin xüsusiyyətləri düzbucaqlı metal yastiqciq və kifayət qədər mürəkkəb formalı böyük dielektrik sabitliyə malik keramika üzərində mikrozolaqlı xəttin birləşməsindən ibarət Yocowo YCE-5207 yamaq antenasından istifadə etməklə nümayiş etdirilir. Xüsusi təhlilin nəticələri əks əmsalının tezlik xüsusiyyətləri, hal cərəyanları, yaxın sahə və RP şəklində təqdim olunur. Boru gövdəsinin elementlərinin uzaq zonada radiasiya nümunəsinə təsiri göstərilir. Həm xarici, həm də daxili antenanın quraşdırılması variantları nəzərdən keçirilir.

Ədəbiyyat

Cennifer Bray, Çarlz Şturman. Bluetooth: kabelsiz qoşulun. Prentice-Hall, 2001. 495 s.
Balanis C.A. Antenna Nəzəriyyəsi: Təhlil və Dizayn, Wiley & Sons. 2-ci nəşr. 1997.
Fujimoto K. və James J.R. (redaktorlar). Mobil Antenna Sistemləri Təlimatı. 2-ci nəşr. Artex evi. 2001. 710 s.
Kessenikh V., İvanov E., Kondrashov Z. Bluetooth: tikinti və əməliyyat prinsipləri // Chip News. 2001. № 7. S. 54–56.
Kalinichev V., Kurushin A. Cib telefonları üçün mikrostripli antenalar // Chip News. 2001. № 7. S. 6–12.

Proqramlar üçün Anten Dizaynı müəyyən edilməmişdir və standartlaşdırılmamışdır V

düyü. 3.14. Anten ölçüləri

9 0 5 . Nümunənin maksimum istiqamətində yayılan gücün bütün istiqamətlər üzrə orta hesablanmış güc axını sıxlığının dəyərinə nisbəti kimi təyin olunan antenanın istiqamət əmsalı (DPC) radiasiya nümunəsinin növündən asılıdır.

Antenanın qazancı, direktiv faktorun və antenanın səmərəliliyinin məhsulu kimi müəyyən edilən yönləndirmə faktoru ilə unikal şəkildə bağlıdır. Tipik olaraq, qazanc izotrop antenanın qazancına (dBi) nisbətən desibellə ölçülür. İzotrop antena bütün istiqamətlərdə eyni radiasiyanı təmin edən antennadır.

Antenaların digər mühüm göstəricisi polarizasiya növüdür. Qütbləşmə xətti (üfüqi və şaquli) və elliptik, müəyyən bir vəziyyətdə dairəvi olur. Bluetooth rabitə şəbəkələrində üfüqi müstəvidə çox yönlü (0-5) dBi qazanclı antenalar tətbiq tapacaqdır.

Qeyd etmək lazımdır ki, antenalar üçün qarşılıqlılıq prinsipi tətbiq edilir, ona görə eyni antena həm ötürücü, həm də qəbuledici kimi istifadə edilə bilər.

Bluetooth proqramlarında, torpaqlanmış substratın üstündə yerləşən, bu və ya digər formada metal keçirici olan mikrostrip və çap antenaları geniş şəkildə istifadə edilə bilər. Belə bir antenna qəbuledicinin mikrodalğalı pillələrinin yerləşdiyi çap dövrə lövhəsi ilə uğurla birləşdirilə bilər. Transceiver müəyyən bir nöqtədə antenaya qoşulur. Bu zaman siqnal qəbulediciyə yönləndirilir və enerji ötürücüdən verilir.

Bəzi Bluetooth proqramları yönləndirici antenalardan istifadə edə bilər. Aşağıda bəzi istehsal şirkətlərinin Bluetooth sistemləri üçün antenaların qısa təsvirləri və spesifikasiyası verilmişdir.

Şirkət antenalarıRangeStar

P/N100903

Şaquli qütblü antennaBluetooth(TM)/802.11b

Cədvəl 3.11.
tezlik diapazonu	2400-2483 MHz
Maksimum qazanc
Qütbləşmə	Xətti
Genişlik radiasiya nümunələri	hərtərəfli
Kommutasiya edilmiş güc
Qidalanma nöqtəsinin empedansı
Ölçülər	22,0 x 12,7 x 0,8 mm

düyü. 3.13. Antenanın xarici görünüşü 100903

100903 antenası 2400-2483 MHz işləmə tezliyi diapazonuna malik şaquli polarizasiyalı antenadır. O, giriş nöqtələrinə, masa və divara quraşdırılmış cihazlara, mobil telefonlara, PC kartlarına, PDA-lara və digər Bluetooth proqramlarına inteqrasiya üçün çox uyğundur. Bu etibarlı, sadə və tənzimləməsiz antennadır. Antenanın görünüşü, dizaynı və radiasiya nümunəsi Şəkildə göstərilmişdir. müvafiq olaraq 3.13, 3.14 və 3.15. Əsas xüsusiyyətlər Cədvəl 3.11-də göstərilmişdir.

düyü. 3.15.

AntenaBluetooth(TM)/802.11b- P/N100930

100930 Bluetooth və 2400-2483 MHz iş tezliyi diapazonu ilə 802.1 lb sistemləri üçün quraşdırılmış antenadır. O, Giriş Nöqtələrinə, masa və divara quraşdırılmış cihazlara, PC kartlarına və digər Bluetooth cihazlarına inteqrasiya oluna bilər. Antenanın görünüşü, dizaynı və radiasiya nümunələri Şəkil 3.1673.19-da göstərilmişdir. Əsas xüsusiyyətlər cədvəl 3.12-də ümumiləşdirilmişdir.

[İlə. 3.16. 100930 antenanın xarici görünüşü

Şirkət antenalarıKOSANT

KOSANT Bluetooth üçün miniatür mikrozolaqlı antenalar istehsal edir. Antenaların əsas növləri və onların xüsusiyyətləri cədvəl 3.13-də verilmişdir.

Cədvəl 3.13. KOSANT antenalarının əsas növləri və xüsusiyyətləri

düyü. 3.17. Hündürlük müstəvisində istiqamət nümunəsi

düyü. 3.18. Azimut müstəvisində radiasiya nümunəsi

Tezlikdiapazon (MHz)	2400-2500

Qazanc (dBi)
Qütbləşmə	Xətti	Xətti	Xətti	Xətti	Xətti	Xətti	Xətti	Xətti
Empedans (P)

Bu antenalar üçün görünüş və radiasiya nümunələrinə bir nümunə Şəkildə göstərilmişdir. 3.20 -5- 3.22.

düyü. 3.20. Antenanın görünüşü

düyü. 3.19. Anten Ölçüləri

yox. 3.21. Azimut müstəvisində radiasiya nümunəsi

düyü. 3.22. Hündürlük müstəvisində istiqamət nümunəsi

Nəzərə alın ki, ötürücüdə bu antenalar torpaqlanmış qalxana quraşdırılıb.

3.8. Bluetooth əsaslı məhsullar üçün sazlama və inkişaf yardımları

Texnologiyanın başa düşülməsini, ona əsaslanan məhsulların işlənib hazırlanmasını və sazlanmasını sadələşdirmək üçün Ericsson hər biri müəyyən istifadəçilər, tərtibatçılar və inteqratorlara yönəlmiş bir neçə xüsusi alət təklif edir. Bu alətlər Bluetooth cihazlarının qiymətini azaltmağa, sadələşdirməyə və inkişafını sürətləndirməyə kömək edir.

Başlanğıc dəsti -Bluetooth® Başlanğıc Dəsti

Dəstənin dizaynı Şəkil 3.23-də göstərilmişdir.

düyü. 3.23. Bluetooth başlanğıc dəsti

Təsvir

Bluetooth Başlanğıc Dəsti səs və məlumat proqramları üçün aşağı qiymətli və tam funksional inkişaf mühiti təmin edir.

Ericsson Microelectronics-in Bluetooth moduluna əsaslanır. Dəst yeni yaranan Bluetooth simsiz texnologiyası tərtibatçılarına Bluetooth proqramlarını yaratmağa imkan verir, inkişaf vaxtına qənaət edir və xərcləri azaldır.

Başlanğıc dəsti mühəndislər üçün texnologiya ilə tanış olmaq və inkişaf işlərinə başlamaq üçün çevik dizayn mühiti təmin edir. O, Bluetooth simsiz texnologiyasının əsas xüsusiyyətlərini nümayiş etdirir və tərtibatçılara çörək lövhəsi məhsulları üçün inteqrasiya olunmuş proqramlar yaratmağa imkan verir.

Dəstə uyğun birləşdiricilər və güc sxemləri olan ana plata və lövhədə yerləşən tam Bluetooth modulu olan əlavə lövhə var. Bu dəstlə siz Bluetooth simsiz texnologiyasını tətbiq etmək üçün lazım olan bütün funksiyaları əldə edə bilərsiniz.

Dəst əsas cihaz əsasında proqramlar hazırlamaq üçün istifadə olunur, həmçinin müvafiq tətbiq proqramlaşdırma interfeysləri (Application Programming Interface - API) daxil olmaqla, əsas Bluetooth proqram təminatını təqdim edir.

İnkişaf dəsti -Bluetooth™ İnkişaf Dəsti

Lövhənin dizaynı Şəkildə göstərilmişdir. 3.24.

düyü. 3.24. Bluetooth İnkişaf Kiti

Təsvir

Bluetooth İşçi Qrupu tərəfindən Mavi Bölmə kimi təsdiq edilmiş Ericsson Microelectronics-dən Bluetooth İnkişaf Dəsti Bluetooth proqramlarının hazırlanmasını asanlaşdırır, sürətləndirir və xərclərini azaldır.

O, mühəndislərin açıq simsiz standartı bir sıra rəqəmsal cihazlara inteqrasiya edə bildiyi tam və çevik inkişaf mühiti təmin edir. Bütün aparat interfeyslərinə çıxışı təmin edən dəst həm daxili, həm də müstəqil proqramların hazırlanması üçün istifadə olunur. Komplektə dizayn prosesini mümkün qədər tez və asan etmək üçün proqram təminatı və aparat vasitələrinin sazlanması imkanları daxildir.

Yeni Bluetooth tərtibatçılarının və istifadəçilərinin ehtiyaclarını ödəmək üçün nəzərdə tutulmuş genişləndirilə bilən arxitektura texnologiyanın əsas xüsusiyyətlərini nümayiş etdirir. Bu, tərtibatçılara məhsulların prototiplənməsi üçün tətbiq lövhələri yaratmağa və tam tətbiqin inkişafını sürətləndirməyə imkan verir.

Təkmilləşdirmə dəstiBluetooth - Bluetooth Təkmilləşdirmə Dəsti

Məhsulun dizaynı Şəkildə göstərilmişdir. 3.25.

düyü. 3.26. Bluetooth Tətbiq və Təlim Alət Dəsti

düyü. 3.25. Bluetooth Təkmilləşdirmə Dəsti

Təsvir

Təkmilləşdirmə Dəsti Bluetooth İnkişaf Dəstinin sahiblərinə onun funksionallığını təkmilləşdirməyə imkan verir. Ehtiyaclarınızdan asılı olaraq bir neçə fərqli təkmilləşdirmə dəsti mövcuddur.

VersiyaR1A

Upgrade Kit versiyası R1A çox nöqtəli (çox nöqtəli) rabitəni təmin edir. Mütəşəkkil şəbəkə yeddi qul cihazı, həmçinin master/slave keçidini dəstəkləyir. Bu versiya OBEX və TCS protokollarını dəstəkləyir.

VersiyaR3B

Mavi Cihazı sınaqdan keçirmək üçün R3B Təkmilləşdirmə Kiti tələb olunur. Bu dəst Bluetooth v.l.Ob spesifikasiyalarına uyğundur. Və Bluetooth v.1.1 spesifikasiyasına uyğun olaraq Mavi Cihazı sınaqdan keçirmək üçün istifadə edilə bilər.

Bu versiya OBEX və TCS protokollarını dəstəkləyir.

Tətbiq və öyrənmə üçün alət dəsti -Bluetooth Tətbiqi vəTəlim alət dəsti

Məhsulun dizaynı Şəkildə göstərilmişdir. 3.26.

Təsvir

Bluetooth Tətbiq və Təlim Alət Dəsti məktəblər və universitetlər üçün Bluetooth simsiz texnologiyasını öyrənmək üçün aşağı qiymətli, lazımlı təcrübə aləti təmin etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. O, Ericsson Microelectronics tərəfindən hazırlanmışdır və universitet tələbələrinə Bluetooth qısa mənzilli radio rabitə sistemini həm nəzəri, həm də praktiki cəhətdən öyrənməyə imkan verir.

düyü. 3.27. USB bağlantısından istifadə edərək modulun kompüterə qoşulması

Aparat, məlumatların tam ötürülmə sürətindən istifadə edilməsini təmin edən USB bağlantısı (şək. 3.27) vasitəsilə kompüterə asanlıqla qoşula bilən moduldan ibarətdir. Yaxşı müəyyən edilmiş proqram proqramlaşdırma interfeysi (API) protokol yığınının müxtəlif təbəqələrinə çıxışı təmin edir.

3.9. Bluetooth cihazları üçün enerjiyə qənaət rejimləri

Bluetooth texnologiyasına əsaslanan giriş nöqtələri yeni nəsil mobil qurğulara böyük həcmdə səs və məlumat ötürməyə imkan verəcək. Tipik olaraq, Bluetooth səs proqramları kiçik batareya paketlərində işləyir. Eyni zamanda, məlumat ötürmə sistemləri şəbəkə mənbələrindən işləyə bilər. Birinci halda, iqtisadi iş rejimi ən aktualdır. Enerjiyə qənaət etməyin effektiv yolu Bluetooth ötürücüsünün aktiv olduğu vaxtı azaltmaqdır. Bluetooth Baseband spesifikasiyası qənaət rejimində işləməyin üç əsas yolunu təmin edir:

1. Əgər qul cihazının pikonetdə iştirakına ehtiyac yoxdursa, lakin hələ də sinxronizasiya edilməlidirsə, o, "PARKING" (Park) rejiminə salına bilər. Bu rejim usta ilə vaxtaşırı əlaqə saxlamalı olan qul cihazları üçün uyğundur. Bu cihazda

rejimi, master tərəfindən ötürülən dövri mayak siqnalını (mayak) ötürməklə, masterdən Park rejimindən çıxmağı tələb edə bilər. Mayak siqnalları arasındakı fasilələr bir neçə saniyə ola bilər.

Sniff rejimi əvvəlcədən müəyyən edilmiş tezlikdə usta ilə vaxtaşırı əlaqə saxlamalı olan cihazlar üçün uyğundur. Bu rejimdə cihazlara hər dövri sorğuda xidmət göstəriləcəyinə zəmanət yoxdur. Sniff rejimi sorğu trafikini azaltmaqla batareya sərfiyyatına qənaət edir. Sniff intervalları bir neçə saniyəyə qədər davam edə bilər.

Cihaz bəzən zəng trafikini dayandıra bildiyi zaman "PAUSE" (Gold) rejimi uyğundur. Cihaz, təbii olaraq enerjiyə qənaət edərək, müəyyən bir müddət ərzində heç bir şeyin ötürülməsinə ehtiyac olmadığı halda, başqa tapşırığı, məsələn, başqa bir pikonetin işində iştirak etmək üçün əvvəlcədən müəyyən edilmiş müddət ərzində Hold rejiminə daxil ola bilər.

Bundan əlavə, master məlum (əvvəllər aşkar edilmiş) cihazlarla əlaqə qurursa, o zaman əlaqə qurarkən sorğu prosedurunu atlaya bilərsiniz. Eyni zamanda kölə cihaz "zəng gözləmə" rejimindədirsə (Səhifə Skanı), onda zəng gözləmə müddəti cəmi bir neçə on millisaniyə olacaq. Əsas cihaz batareya gücü ilə işləyirsə və daim zəng gözləyən köməkçi cihaz elektrik şəbəkəsindən qidalanırsa, bu xüsusilə vacibdir. Bu vəziyyətdə cihazın enerji istehlakı azalacaq.

Düzgün iqtisadi əsas diapazon rejimini seçmək üçün aparat dizayneri hər bir xüsusi tətbiqin bant genişliyini, cavab müddətini (və ya gecikmə müddətini) və güc tələblərini nəzərə almalıdır. Cihaz nə qədər uzun müddət boş qalırsa, enerjiyə qənaət bir o qədər çox olar. Cihazın nə qədər tez-tez əlaqə saxlaması lazım olduğunu müəyyən edən məhdudlaşdırıcı amillərdən biri pikonetdə iştirak edən master və slave qurğular arasında saat sinxronizasiyasının vəziyyətidir. Bluetooth spesifikasiyası tələb edir ki, piconet daxilində normal rejimdə işləyən cihaz (bu rejimdə ona istənilən vaxt daxil olmaq olar) 20 pps sabitliyi təmin edən saatla işləmək lazımdır. Piconet sinxronizasiyasını saxlamaq üçün master ən azı hər 225 ms-dən bir sinxronizasiya mesajları təqdim etməlidir. Bu, normal rejimdə işə düşmə arasındakı maksimum müddəti müəyyən edir.

Enerjiyə qənaət edən iş rejimlərinin istifadəsi Bluetooth cihazlarının enerji istehlakını azaltmaqla yanaşı, digər simsiz cihazların müdaxiləsini azaltmaqla pikonetin etibarlılığını da artırır. Hər bir Bluetooth pikoneti 79 tezlik kanalından istifadə edir. Fərqli pikonetlər və ya Bluetooth pikonetləri ilə eyni tezlik bölgəsində işləyən digər simsiz cihazlar arasında toqquşmalar Bluetooth cihazlarını çox vaxt passiv saxlamaqla azalacaq, yəni. enerjiyə qənaət rejimlərindən istifadə edərkən. Beləliklə, bu halda iki ən vacib resurs qənaət edilir - tezlik diapazonu və enerji təchizatı enerjisi.