RU156599U1 - Wi-Fi АНТЕННЫЙ АДАПТЕР "ФЛЮГАРКА" - Google Patents

Abstract

Wi-Fi антенный адаптер "Флюгарка", содержащий систему пассивных вибраторов с устройством крепежа на ненаправленную антенну, отличающийся тем, что устройство крепежа вибраторов и крепления на антенну выполнено в виде плоского диэлектрического флюгера с фиксацией сжатием антенны, чередующимися, с разведением в разные стороны полосок этажей вдоль оси вращения флюгера, совпадающей с осью антенны, образованными в нём прорезями во флюгере, с возможностью вращения вокруг оси антенны и перемещения по ней, причём рефлектор выполнен в форме комбинации петлевого и треугольного элементов с непосредственным перекрещенным соединением и длинами проводников периметров каждого из элементов, равными λ, при размещении на флюгере с удалением на λ/4 от оси антенны петлевого элемента с узлом соединения с боковыми сторонами треугольного элемента, обращенным к антенне, параллельно основанию треугольного элемента и оси антенны, а директор с размером менее λ/2 размещён с удалением λ/8 от оси антенны.

Description

Полезная модель относится к устройствам оптимизации работы приемоизлучающих Wi-Fi устройств со штатными ненаправленными антеннами в условиях их размещения, с учетом электромагнитной обстановки и воздействия электромагнитных полей на человека. Wi-Fi антенный адаптер «Флюгарка» предназначен преимущественно для работы беспроводных точек доступа с «мягким вписыванием» в интерьер помещений за счет переформирования направленностей антенн с изотропными диаграммами в горизонтальной плоскости. Отличительными особенностями предлагаемого технического решения являются повышенная эффективность при минимизации размеров и цены, простота использования, исключающая срывы работы гаджетов из-за ошибок пользователей.

При сегодняшнем уровне развития информационных технологий на сервисном уровне «последней мили» с беспроводным обменом данными между абонентами и перспектив их потребностей, наиболее эксплуатируемыми являются выделенные участки дециметрового диапазона, в том числе и для Wi-Fi устройств. Для обеспечения работы беспроводных систем в этом диапазоне применяются, в основном, классические проволочные антенны, которые легко для этих целей реализуются. Однако, геометрические размеры антенных элементов Wi-Fi диапазона длин радиоволн позволяют «отвязать» технические решения антенных систем от конструктивных ограничений и создавать сравнительно не стандартные антенные устройства, как предлагаемый Wi-Fi антенный адаптер-«флюгарка».

Известен Wi-Fi антенный адаптер с трансформаторной связью (Пат. РФ №148376 опубл. 10.12.2014), содержащий систему вертикальных вибраторов, установленную на активный вибратор точки доступа с помощью диэлектрической насадки. От насадки радиально отходят вертикальные диэлектрические плоскости, на которых размещены вибраторы с возможностью вращения вокруг него, а насадка выполнена из диэлектрической трубки с отходящими от одной вертикальной линии на ее поверхности двумя диэлектрическими плоскостями, расположенными под горизонтальным углом 90° друг к другу. Вся система вертикальных вибраторов выполнена в виде горизонтального двойного треугольного зигзагообразного антенного полотна, перегнутого на 90° и расположенного на отходящих несущих плоскостях. Вертикальные проводники оснований треугольников антенного полотна имеют протяженность 0,4λ_ср, а проводники боковых сторон треугольников, расположенные под углами к вертикальным проводникам, имеют протяженность 0,3λ_ср. В разрыв сходящейся пары проводников, у точки вертикальной линии, идущих с противоположных плоскостей, сверху и снизу, включен виток связи высокочастотного трансформатора, который опоясывает в горизонтальной плоскости по поверхности диэлектрической трубки активный вибратор, а разрыв другой сходящейся пары закорочен, при пропуске цепи внутри витка.

Недостатками известного Wi-Fi антенного адаптера с трансформаторной связью являются относительные сложность и пространственная громоздкость конструкции, усложненная технология производства и не оптимальная по отношению качество параметров/цена стоимость.

Известен Wi-Fi антенный адаптер (Пат. РФ №116277, опубл. 20.05.2012). Антенный адаптер содержит систему вертикальных пассивных вибраторов. Вибраторы представляют собой один рефлектор и не менее двух директоров. Рефлектор установлен на отдельной горизонтальной траверсе. Директоры установлены также на отдельных горизонтальных траверсах. Каждая траверса снабжена на одном конце кольцом. С помощью этих колец траверсы с рефлектором и директорами устанавливают на активный вибратор точки доступа. Траверсы и кольца выполнены проводящими. Количество траверс с директорами может составлять от 1 до 3. Достигается возможность оперативно регулировать форму диаграммы направленности и изменять коэффициент усиления.

Недостатками известного Wi-Fi антенного адаптера при регулировании направленности и простоте устройства являются неопределенность величин коэффициента усиления и неоднозначность диаграммы направленности, из-за раздельной, не нормированной ориентации траверс с рефлектором и директорами.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для формирования диаграммы направленности, предназначенное для работы совместно с WiFi-роутерами, имеющими внешние антенны (Пат. РФ №135474, опубл. 10.12.2013). Устройство выполнено в виде структуры, содержащей один или несколько проводящих линейных элементов, и характеризуется расположением линейных проводящих элементов на расстоянии до 2λ_ср. от штатной антенны беспроводного устройства таким образом, чтобы совместно со штатной антенной формировать необходимую диаграмму направленности в пространстве. Устройство при промышленной реализации изготовлено в виде насадки на штатные внешние антенны со структурой проводников типа «Волновой канал» с рефлектором и четырьмя директорами, при этом активным вибратором в этой структуре является штатная антенна.

Недостатками устройства являются увеличенная относительная продольная протяженность и форма диаграммы направленности с ярко выраженными боковыми глубокими провалами влекущими срывы работы гаджетов из-за случайных ошибок пользователей, значительная стоимость промышленных образцов.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков прототипа и создание дешевого, конструктивно предельно простого Wi-Fi антенного адаптера повышенной компактности без особых требований к использованию.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в упрощении конструкции, создании квазиэллиптической с эксцентриситетом формы диаграммы направленности.

Технический результат обеспечивается тем, что Wi-Fi антенный адаптер конструктивно реализован в виде системы пассивных вибраторов с устройством крепежа на ненаправленную антенну. Устройство крепежа вибраторов и крепления на антенну выполнено в виде плоского диэлектрического флюгера с фиксацией сжатием антенны, чередующимися, разведенными в разные стороны, полосками этажей вдоль оси вращения флюгера, совпадающей с осью антенны. Полоски образованны прорезями во флюгере, с возможностью их разведения в разные стороны для пропускания через них антенны при нанизовании флюгера, с возможностью вращения вокруг оси антенны и перемещения по ней. Рефлектор выполнен в форме комбинации петлевого и треугольного элементов, с непосредственным перекрещенным соединением и длинами проводников периметров каждого из элементов, равными λ_ср. Размещение рефлектора на флюгере производится с удалением на λ_ср./4 от оси антенны его петлевого элемента с узлом соединения с боковыми сторонами треугольного элемента, обращенным к антенне и параллельно основанию треугольного элемента и оси антенны. Директор, с размером менее λ_ср./2, размещен с удалением λ_ср./8 от оси антенны.

Новизна полезной модели заключается в том, что поставленная задача решается использованием комбинации разнородных антенных элементов: петлевого и рамочного в устройстве рефлектора и линейного в устройстве директора, суммарно обеспечивающих квазиэллиптическую с эксцентриситетом, форму диаграммы направленности.

Сочетание отличительных признаков и свойств как в заявленном устройстве из технической, научной литературы и патентной документации не выявлено, поэтому оно соответствует критерию новизны.

Промышленная применимость заявленного технического решения усматривается в предельной технологичности и простоте изготовления, в упрощенных тиражировании и эксплуатации, возможности использования на промышленной основе при конкурентоспособном уровне.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 приведен эскиз Wi-Fi антенного адаптера «Флюгарки»,на фиг. 2 приведены диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскости с основными параметрами.

Wi-Fi антенный адаптер «Флюгарка» крепят на антенну 1, Адаптер содержит систему пассивных вибраторов, с устройством крепежа на антенну плоского диэлектрического флюгера 2. Флюгер 2 фиксируют сжатием антенны 1 чередующимися, с разведением в разные стороны, полосками 3 этажей 4 вдоль оси вращения флюгера, совпадающей с осью антенны 5, образованными в нем прорезями 6 во флюгере 2. Крепеж обеспечивает возможность вращения флюгера 2 вокруг оси антенны 1 и перемещения его по ней. Комбинированный рефлектор выполнен в форме комбинации петлевого 7 и треугольного 8 элементов, с непосредственным перекрещенным соединением и длинами проводников периметров, каждого из элементов, равными λ_ср.. Рефлектор размещают на флюгере 2 с удалением на λ_ср./4 от оси антенны 5 петлевого элемента 7, с узлом соединения 9 с боковыми сторонами треугольного элемента 8, обращенного к антенне 1. Они размещены параллельно основанию треугольного элемента и оси антенны 1, а директор 10, с размером менее λ_ср./2, размещен с удалением λ_ср./8 от оси антенны 5.

Wi-Fi антенный адаптер работает следующим образом.

При установке Wi-Fi адаптера на антенну 1 и при перемещении по вертикали до выравнивания в створ вибраторов адаптера и антенны, антенна 1 выполняет роль активного вибратора, а комбинация петлевого 7 и треугольного 8 элементов с непосредственным перекрещенным соединением, создают настроенный рефлектор. Комбинированный рефлектор, активный вибратор и директор 10 в комплексе реализуют антенную систему, подобную трехэлементным антеннам «волновой канал» с настроенным рефлектором, работа которых общеизвестна. Замкнутый петлевой элемент с периметром, равным λ_ср., в качестве настроенного рефлектора является классическим, но предложенная его комбинация с треугольным элементом, то есть с рамочной антенной с периметром, равным λ_ср.,, обеспечивает дополнительный эффект. Вследствие того, что рамочная антенна излучает перпендикулярно своей плоскости, то геометрическое сложение диаграмм направленностей, направленной вдоль оси с боковыми провалами от антенны «волновой канал» из элементов: 1 - активный вибратор, 7 - настроенный рефлектор и 10 - директор, с перпендикулярно направленной от встроенной внутрь рамочной антенны 8 обеспечивают нивелирование суммарной формы диаграммы направленности с созданием квазиэллиптической с эксцентриситетом диаграммы направленности, как отображено на фиг. 2. Дополнительно к этому, в уменьшенных до 0,37 λ_ср., продольных размерах, за счет комбинированного настроенного рефлектора, обеспечивается коэффициент усиления, подобный антеннам «волновой канал» с протяженностью 0,5 λ_ср.. Таким образом, при сохранении увеличенного коэффициента усиления, при осевой направленности, обеспечиваются характеристики направленных антенн, а квазиэллиптическая диаграмма направленности, с нивелированными провалами, обеспечивает «мягкое вписывание» в интерьер помещений. Это же свойство обеспечивает, при случайном не санкционированном повороте адаптера на антенне, «не потерять связь».

Компьютерная модель Wi-Fi антенного адаптера «Флюгарка» была проверена в ходе электронного моделирования в программе MMANA для изготовления макетов на частоту 2450 МГц с перекрытием рабочего диапазона частот 2400-2500 МГц. Действующие макеты испытаны. Результаты компьютерного моделирования, показанные на фиг. 2, соответствуют натурным испытаниям и подтверждают работу предложенного антенного адаптера в Wi-Fi диапазоне радиочастот.

Wi-Fi антенный адаптер «Флюгарка» может быть выполнен на базе флюгера, изготовленного из рулонного диэлектрика, пластмассы, из ткане-бумажной комбинации или прессшпана. Проводники могут быть выполнены по контурам в местах их размещения из тонкой проволоки, полосок фольги с приклейкой на флюгер или любой другой реализацией проводников на диэлектрике. Все это позволяет изготавливать Wi-Fi антенные адаптеры «Флюгарка» в массовом производстве легко и дешево, без привлечения сложного и дорогостоящего оборудования.

Claims (1)

1. Wi-Fi антенный адаптер "Флюгарка", содержащий систему пассивных вибраторов с устройством крепежа на ненаправленную антенну, отличающийся тем, что устройство крепежа вибраторов и крепления на антенну выполнено в виде плоского диэлектрического флюгера с фиксацией сжатием антенны, чередующимися, с разведением в разные стороны полосок этажей вдоль оси вращения флюгера, совпадающей с осью антенны, образованными в нём прорезями во флюгере, с возможностью вращения вокруг оси антенны и перемещения по ней, причём рефлектор выполнен в форме комбинации петлевого и треугольного элементов с непосредственным перекрещенным соединением и длинами проводников периметров каждого из элементов, равными λ_ср., при размещении на флюгере с удалением на λ_ср./4 от оси антенны петлевого элемента с узлом соединения с боковыми сторонами треугольного элемента, обращенным к антенне, параллельно основанию треугольного элемента и оси антенны, а директор с размером менее λ_ср./2 размещён с удалением λ_ср./8 от оси антенны.

   

Images