В связи с запуском в эксплуатацию сетей LTE и появлением на рынке встроенных модулей-модемов с поддержкой этого стандарта, возникла потребность в мультичастотных антеннах, работающих в диапазонах 900/1800/2100/2600 МГц. Один из таких модулей я установил в свой Asus T91 - маленькую машинку, в которой места для размещения каждой из двух антенн очень немного - ориентировочно, каждая антенна должна иметь габариты не более 45 х 12 х 8 мм. Попытки найти в продаже, в России или за рубежом, подобные антенны заводского изготовления (например, Antenova A10346) успехом не увенчались.

В связи с этим, прошу помощи у специалистов в области ВЧ/СВЧ: возможно ли рассчитать и изготовить такую антенну самостоятельно, с использованием доступных материалов и навыков опытного радиолюбтиеля? Если нет, то какие ресурсы требуются для решения такой задачи?

Если с мультичастотной антенной - всё совсем плохо, то посоветуйте, пожалуйста, конструкцию антенны, которая вписалась бы в такие габариты и работала только в диапазонах 7+38 LTE (2500...2690 МГц).

можно. hfss и прочие cst в руки.
готовое никто не даст, по очень понятным причинам.

Извнините, я этими вещами ещё не занимался, так что не в курсе . Если я что-то посчитал или сделал, то почему бы мне не поделиться с коллегами решением?

Ага и подробную схему с чертежами нового телефона пожалуйста, шоп тебя какой-нить гнусмас на 10000000 засудил. )
Не, ну если вы просто себя развлекаете расчетом LTE антенн, то это ладно, но не-энтузиасты естественно ничего не скажут.
Кстати, что пишут в литературах? тот же IEEE AP ...

А какие именно встраиваемые модули LTE Вы видели в продаже ? На сайте Yota пока только Wi-Max оборудование предлагается. На ebay.com тоже не нашел ни одного встраиваемого LTE-модуля.

По таким каналам ещё год-полтора ничего не будет... Купить модули можно у некоторых поставщиков электронных компонентов. Насколько мне известно, на данный момент серийно выпускается только один модуль, поддерживающий диапазон 7 LTE, используемый Йотой (и Мегафоном в качестве виртуального оператора) - Sierra MC7710. Именно такой я себе и приобрёл. Поставщика нашёл на efind.ru, привезли через 5 дней после заказа.

Приглашаю ознакомиться c темой на iXBT, где обсуждаются мои эксперименты с MC7710 (и не только с ним), а также другие практические вопросы, связанные с использованием сетей LTE в России.

В общем и целом, есть две основных "некомпьютерных" проблемы, препятствующие широкому применению таких модулей в ноутбуках/нетбуках:
- отсутствие мультичастотных антенн с подходящими габаритами, хорошо работающих в диапазоне 7;
- высокая стоимость MC7710.
Собственно, я и надеялся получить здесь какую-то помощь в решении первой из указанных проблем...


Зачем мне схема телефона, нового или старого? Я обращаюсь к специалисту в определённой предметной области, как частное лицо к частному лицу (или на этом форуме подразумевается другое?) с просьбой о помощи. Я, конечно, понимаю, что "со своим уставом - в чужой монастырь"... но не пойму, хоть убей: каким образом факт подсказки мне решения по изготовлению какой-то антенны может привести кого-либо к суду с Гнусмасом?

Боюсь, что ничего практически полезного для решения моей конкретной задачи. Здесь, скорее, книжка Кумара поможет, которую мне посоветовали. Но тут какая штука: для меня эта задача - разовая и "непрофильная". Стать специалистом в этой области я уже не смогу, и не претендую на это... Разве не логично в такой ситуации обратиться к тем, "кто умеет"? Если же речь идёт о вознаграждении - готов обсудить.

Можно и обсудить, пишите в личку. А для начала сообщите условия размещения указанного габаритного пространства в теле ноута. Для моделирования потребуется точный чертёж окружающего антенну конструктива с указанием видов материалов. Какой Вы хотите видеть эту антенну - кругового излучения или направленную? Какими фольгированными материалами располагаете?

Спасибо за конструктивный ответ!
При попытке воспользоваться личкой, мне говорят "Вам запрещено использовать личные сообщения на форуме". Может, потому что я не набрал какого-нибудь нужного количества постов? Если не в тягость, пришлите, пожалуйста, письмо на адрес vvegoog@гмэйл.ком.

Точный чертёж - это, наверное, уже слишком. Нет, я готов отрисовать, но не думаю, что для моих любительских изысканий нужна такая точность. Место установки - крышка дисплея, над матрицей. По направлениям "вверх", "вперёд" и "назад" - пластмасса, что-то вроде полистирола, "влево" (на расстоянии 7 мм от левой стороны предполагаемой антенны) - пластмассовая стойка с металлической немагнитной (бронза?) резьбовой втулкой d3,5xh4 внутри, "вправо" (5 мм) - такая же стойка, а за ней (+5 мм) - плата с установленными на ней камерой и микрофонами, "вниз" (вплотную) - металлический торец матрицы. Кстати, я посмотрел на возможные места размещения антенн более внимательно и увидел, что более подходящими габаритами антенны будут 53 x 10 x 7 мм.

Кругового.

Прямо сейчас есть односторонний стеклотекстолит толщиной 0,5 мм (марка неизвестна) и двухсторонний фторопласт ФАФ, тоже 0,5 мм. Толщина фольги - 50 мкм в обоих случаях. При необходимости, не составляет труда поехать и купить любой другой доступный материал.

Напрасно боитесь.
Octaband Internal Antenna for 4G Mobile Handset, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters (January 2011), 10, pg. 817-819, Chan-Woo Yang; Young-Bae Jung; Chang Won Jung:
Излучатель 7x11x46 на шасси 122x46 перекрывает все три LTE плюс почти все остальное. Подогнать под требуемое окружение - не проблема. И что самое важное - статья не фейк.
Да и в MOTL'е за 10-12 годы этого добра ведро.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ни единого шанса.

Для тех, "кто умеет", эта "разовая и "непрофильная"" задача не представляет никакого интереса. Ну вот чисто для любопытства, сколько вы были бы готовы отвалить за разработку ?

Мне не удалось найти эту статью в свободном доступе. Можно её как-то почитать бесплатно или за $3...5?

Ну как Вы не поймёте? Я этой области знаний ни разу не касался по-серьёзному. Вы будете смеяться, но я даже не знаю, что такое MOTL . Для того и существует разделение на профессии и специализации, чтобы каждый человек занимался своим делом. В разумных пределах, конечно. Разумным компромиссом для себя, в данном случае, я считаю готовность самостоятельно изготовить эту антенну. Уверен, что я смогу и спроектировать её, но мне для этого потребуются ресурсы, которые я не могу себе позволить потратить на решение этой задачи.

Я, не зная предмета, не могу объективно оценить - может ли это быть интересно специалисту? И потом, интерес может быть в другой плоскости. Например, если взять рассматриваемый случай: я освоил этот модуль (MC7710) и ещё пару LTE-модемов, разобрался с SIM-картами, протестировал, в меру своих возможностей, имеющиеся на данный момент в Москве FDD LTE-сети, действующие в них услуги и т.д. Для меня все эти вопросы - пройденный этап. Почему бы мне не предположить, что мой опыт случайно может пригодиться кому-то, умеющему проектировать антенны?
Впрочем, неинтересно, так не интересно. Никаких вопросов...

Я сейчас договариваюсь о решении этой проблемы с uve. Хотите предложить свою цену - пишите.

>vve Можно её как-то почитать бесплатно
Да, конечно, извините, сразу не догадался :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
MOTL = Microwave and Optical Technology Letters

Большое спасибо!

А не будет ли слишком большой наглостью с моей стороны попросить Вас выложить ещё и вот эту статью?
Судя по аннотации, такую антенну я смогу изготовить сходу, даже без перерасчёта...

P.S. Эти корейцы, наверное, кроме антенн, ещё и над машиной времени успешно работают: "Volume 54, Issue 5, pages 1189–1193, May 2012"

в корее между прочим уже май...

Да и у нас уже... С праздником всех!

Купил я, всё-таки, упомянутую статью из MOTL: вот она. На первый взгляд - мне подходит по всем параметрам. Единственное отличие от описанного авторами окружения - размер земляной пластины: у них 150x200 мм, у меня - 130x210 мм. Не думаю, что эта разница окажет существенное влияние на параметры антенны. Возможно, я здесь ошибаюсь, но ведь не стрелять же мне из неё ...
Изготовление такой антенны в домашних условиях, на первый взгляд, не составит никакого труда. Так что буду пробовать и тестировать.
EVS, спасибо за "наводку"!

При более внимательном рассмотрении, возникла пара вопросов по конструкции антенны:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

1. Некоторые размеры элементов - например, ширины проводников и расстояние между coupling section и bending line (по картинке), углы наклона - не указаны. Значит ли это, что размеры эти не важны, при точном соблюдении тех, которые обозначены? Или нужно в обязательном порядке стараться повторить геометрию как можно ближе к этому рисунку?
2. Авторы использовали для изготовления своего образца стеклотекстолит толщиной 0,8 мм. Критично ли это? Насколько значительно изменятся параметры антенны, если использовать материал той же марки, но с толщиной, например, 0,5 или 1 мм?

Ну что ж вы, я ж вам написал, где все это добро лежит ! Лучше б жене/ребенку цветы/мороженое купили. Да и надули, любезный, - давали макс. длину 45, нехорошо .

На панораме плюс хорошая развязка по кабелю все это добро настраивается старым-добрым кат_энд_трай за час максимум. При отсутствии оных максимальо наглое сдувание оригинала все-таки повышает шансы получить нечто более-менее правдоподобное. Вот только любопытно, как вы собираетесь проверять соответствие ваших ожиданий результату?
Удачи.

Тормоз я, наверное. В "оригинальном месте" - лежит за деньги. А где можно найти бесплатно? Я бы ещё что-нибудь почитал по теме...увлёкся !

Так я и купил, но себе же тоже надо! . Я просто Вас не дождался...

Неправда. Это я в самом первом посте написал 45, а потом посмотрел на объект ещё раз и быстро поправился - написал 53.

Хорошо, "я скопирую каждую букву".

Ну как это делают при "колхозном проектировании"? Просто установлю антенну в ноутбук и буду пытаться его использовать по тому же сценарию и в тех же местах, как всегда - только c LTE вместо WCDMA. Если я смогу при этом комфортно выполнять свои повседневные задачи - мне не будет мешать низкое качество приёма сигнала, то результаты эксперимента объявлю положительными.
Есть ещё метод сравнения: у меня сейчас уже 3 модема, работающих в LTE. Все они позволяют измерять уровень сигнала. Если этот уровень для модема в ноутбуке с изготовленной антенной, в той же самой точке пространства, будет, как минимум, не ниже, чем для других двух модемов, подключенных к одной и той же БС, то опять же - победа.

По себе знаю, что у специалиста такой "колхоз" может вызвать, в лучшем случае, беззлобную усмешку. Но затраты ресурсов должны соответствовать цели. Для меня (и ещё десятка-сотни энтузиастов, которые потом повторят мои "страдания") такой результат будет вполне приемлемым.
Вам же, специалистам, вся эта ерунда не интересна, к сожалению...

Почитайте повнимательнее статью из MOTL. Её писали честные разработчики - именно в самом Вам нужном диапазоне частот 2.5/2.69 ГГц она имеет усиление минус 13 дБ. И это при условии её правильной настройки, а Вы хотите ещё свои геометрические изменения ввести.

Я не хочу вносить изменения намеренно . Уже нарисовал маску, подложив фоном эту картинку - повторил геометрию по максимуму. Единственное отклонение - сделал запас по длине элемента s, чтобы можно было потом его попробовать укоротить. Можно ещё сделать несколько вариантов с разными значениями промежутка g. Думаю, что минимальные возможности подгонки после изготовления и монтажа на место установки не помешают.

Иначе - ничего толком не угадаешь, как ни старайся. Например, расчёт конструкции этой антенны предполагает использование display ground, размещённой за дисплеем (матрицей). При этом, совершенно не учитывается влияние самого дисплея, в составе которого - полно проводящих элементов. Причём, их вид, размеры, количество и расположение сильно зависят от конкретной модели дисплея. А если говорить о моём T91, то он ещё и "трансформер", т.е. может работать в планшетном режиме. А там - вообще другая картина, т.к. сзади антенны в крышке дисплея получается уже не воздух, а конструкция "алюминиевая пластина + многослойная печатная плата".
Я всё это к тому, что для того, чтобы получить действительно классную антенну, нужны реальные измерения параметров опытного образца непосредственно на объекте и несколько итераций. Моделирование здесь неизбежно попадёт "пальцем в небо". Во всяком случае, говорить о конкретных числах - например, -13 дБ на 2,5 ГГц, здесь едва ли уместно.

Не понял. Вот это вот ваше: "vvegoog@гмэйл.ком" - оно не рабочее? Или это я промазал при переводе гмэйл.ком на английский ?

И не стоит говорить, просто не обращайте внимания. Измеренная минмальная antenna efficiency 60% для аппербанда при mismatching loss included означает всего лишь около -2.5dB потерь усиления по ср. с идельным изотропом. Для этого класса - более чем приемлемо.

Это распространённая ошибка кабинетного теоретика. Если посмотреть на 3D диаграмму направленности представленную в статье, то станет понятно, что при открытом ноуте основное излучение антенны направлено в зенит на "аппербанда", а по горизону усиление минус 11 dBi ( минус 13 dB ). А 60% эффективности прогревает облака.

Так Вы мне письмо отправляли? Ящик живой, постоянно им пользуюсь. Может, повторите?


Вы сами себе противоречите. Вы критикуете теоретический подход, а потом, в том же предложении, приводите в качестве довода ссылку на информацию, относящуюся к практике (реальному окружению антенны - у меня, в данном случае) весьма относительно, чисто теоретически.

Для опытного образца авторов - да, есть такой недостаток. Что будет у меня - предсказать сложно, нужно проверять. Или даже не проверять, а просто удовлетвориться приемлемым качеством связи, что я и собираюсь сделать. Всё равно ведь правильные измерения провести нечем...
И ещё: большинство БС расположены достаточно высоко. Не в облаках, конечно, но и совсем не на уровне горизонта .


EVS
Получил Ваше письмо. Огромное спасибо! Сильная вещь... .

В результате, я точно (в пределах возможностей) повторил конструкцию антенны из статьи. А для защиты от возможного преследования за плагиат, сделал её зеркально отображённой относительно короткой стороны (шутка, конечно - просто забыл развернуть картинку перед изготовлением шаблона):

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Первые результаты тестирования с MC7710 таковы:
1. В сети GSM DCS (1710...1880 Мгц) - отлично.
2. В сети LTE (2500...2530 + 2620...2650 МГц) - приемлемо: лучше, чем у йотовского LU150, но хуже, чем у мегафоновского E392. Хотелось бы достичь лучшего результата, конечно. Что интересно: сильно заметна асимметрия скорости передачи в разных направлениях - downlink (2620...2650 МГц) намного быстрее, чем uplink (2500...2530 МГц), хотя сейчас, в режиме тестирования, эта сеть при достаточном уровне сигнала обеспечивает практически симметричные потоки. Что, собственно, можно наблюдать с другими модемами.
3. В сети WCDMA (1920...1980 + 2110...2170 Мгц) - хорошо, но как-то странно: при малом уровне сигнала эта антенна заметно лучше, чем типовая "3G-антенна", но при большом - уровень приёма, наоборот, меньше. Что за эффект? Как такое может быть?

Протестировать диапазон 900 Мгц пока не смог - не нашёл такую БС .

Пробовал уменьшать длину s (по схеме) шагами до ~ 17 мм - ничего, на первый взгляд, не меняется. Увеличение s в этом моём опытном образце не предусмотрено, равно как и нет пока вариантов с разной шириной промежутка g.

Вывод: требуется доводка. Получается, что на краях диапазона 1710...2690 Мгц она работает хорошо, а вот в середине - не очень.
Вопрос к специалистам: а что можно сказать по этому поводу с точки зрения теории?

Представьте, что Вы рассчитали в какой либо программе колебательный контур с данными по геометрии катушки индуктивности. Как Вы считаете, сможете ли Вы утверждать, что изготовленный по этим расчётам фильтр(контур) настроен точно на расчётную частоту?
Антенна в этом смысле напоминает этот контур. Без проверки на измерительном стенде, как правильно сказал EVS, можно только надеяться на хороший результат.
Для чистоты эксперимента подключите вместо антенны к центральной жиле кабеля медный треугольник со стороной 30 мм и сообщите нам резултат сравнения с прочими антеннами.
И ещё не понятно, где на Вашем фото большая металлическая пластина противовеса, с которой и составлялась расчётная модель антенны?

Нет, не смогу. Но, в случае отдельной катушки, я представляю себе, в "какую сторону" нужно корректировать геометрию, чтобы добиться соответствия.

Надеяться можно. Но, если результат получился не совсем такой, какой ожидался, то его можно и нужно скорректировать, улучшить!

Возьмите генератор и рефлексометр и методом подрезания или удлинения элементов антенны доведите согласование антенны на всех рабочих частотах. Если таких приборов нет, изготовьте их самостоятельно в инете есть много подобных схем для радиолюбительской сборки.

Нет уж, хватит повышать энтропию . Если к самодельной антенне ещё присовокупить самодельные же генератор и рефлексометр, то эту систему потом уже никто не настроит.
А в каких организациях обычно используются такие приборы?

И почему, кстати, для этого процесса нельзя использовать имеющиеся в наличии генератор БС и измеритель уровня сигнала в модеме?

И где же это много? Радиолюбители в лучшем случае до 450Мгц работают, выше по частоте без профи инженера со знаниями и опытом в СВЧ тяжело любителям освоить антенную тематику. Для измерений параметров таких антенн, камеры нужны как имнимум 3-х метровые из стандартных. У любителей такого точно нет. Я уже не говорю про приборы, калибровку, поверку, аттестацию и тд.
Приборы и оборудование есть у организаций занимающиеся аттестацией и измерениями эл. оборудования по ЭМИ например.

Добрый день, Aner. Всё это правильно , если создаётся сертифицированный товар. В отсутствии безэховой камеры сложно снять полную ДН, особенно величины излучений глубоких провалов в ДН. А усиление антенны по главному лепестку ДН, его направление, на СВЧ можно получить и без камеры, используя простейшие самодельные опорные( аналог эталонных) антенны. Я, например, вот такую использую - см. фото.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А чем откалибровали такую антенну?

Сделал согласованный полуволновый вибратор на 2445 МГц с двойной запорной схемой асимметричных токов. И относительно него с помощью калиброванного аттеньюатора определил усиление этой антенны. Потом построил её модель в FEKO - результаты почти совпали.

Отличие по усилению не должно сильно расходиться для такой антенны. А вот интересно что с диаграммой по E, H?
Для ближней и дальней зон. Как с совпадением с моделью?
Это будет определяющим, если эту антенну обозначать как калиброванную.

Я ей пользуюсь для оценки усиления изготавливаемых антенн в дальней зоне, с использованием только основного лепестка ДН. И, поскольку безэховой камеры у меня нет, то полную и точную ДН я не снимал. Пользуясь практическим опытом, доверяю расчётной ДН по модели FEKO. А опыт, такой - нужно было для CDMA800 подавить пилот-сигнал модема для ближней базовой станции(БС). Я смоделировал в FEKO антенну с основным критерием расчёта - обеспечение глубокого провала усиления в ДН антенны именно в направлении этой БС. Практический результат положителен, удалось "обмануть" БС и привязаться к дальней БС.

Проблема в следующем: Для каждой БС и для каждого сектора есть уникальный PN-code. Если Вы чудесным образом прицепились к дальней БС, то она, анализируя "окно поиска" будет Вам постоянно скидывать список PN-ов "соседей", по которому Ваш девайс будет постоянно сканировать другие БС/сектора, пока не найдет с самым большим пилотом и минимальным "окном поиска". Разумеется, что в таком режиме начинает булькать голос или идти постоянные повторные передачи битых пакетов, в случае работы в режиме ШПД. Оно Вам надо?
"Обмануть" контроллер таким способом не получится. При первом же "дорманде" Вас просто откинет от БС.

А что важнее для алгоритма привязки - уровень пилот сигнала или минимальное" окно поиска"? Практика применения направленных антенн показывает, что можно привязаться к дальней БС и даже "дорманд" не помогает вскрыть такой " обман".