Anteny w sieciach WLAN (cz. 2)

Anteny w sieciach WLAN (cz. 2)

Istniejące wzory uproszczone czy proste oprogramowanie służące do projektowania anten, nie uwzględniają jednak takich czynników, jak sprzężenia między źródłami czy wpływ obudowy na charakterystykę anteny. Są natomiast wystarczające, by skonstruować jako tako funkcjonującą antenę, której działanie będzie weryfikowane binarnie po podłączeniu do urządzenia poprzez stwierdzenie: czy łączność jest "1", czy jej nie ma "0".Profesjonalne symulatory wykorzystują różne metody numeryczne pozwalające na pełną analizę anteny. Uzyskany projekt anteny po wdrożeniu może być wykorzystywany przez wiele lat. Wchodzą nowe systemy, standardy, ale jeżeli wykorzystują wciąż to samo pasmo pracy, to anteny właściwie nie ulegną zmianie. Modyfikowane są czasem obudowy, w celu odświeżenia marketingowego produktu i dostosowania do obecnych trendów wzornictwa przemysłowego.

Przeglądając oferty różnych firm, można dojść do wniosku, że anteny różnych producentów są do siebie bardzo podobne - zdarza się, że bazują na tym samym projekcie struktury promieniującej.

Nowe technologie i dynamiczny rozwój sieci bezprzewodowych powodują, że organizacje standaryzacyjne i producenci starają się wprowadzać nowe standardy pozwalające na uzyskanie lepszych parametrów łączy. A jak to wpływa na technikę antenową? Przykładowo w standardzie 802.11n wykorzystującym pasma 2,4 GHz i 5 GHz, zamiast stosować dwie niezależne anteny - można wykorzystać antenę dwupasmową lub dwie zintegrowane anteny w jednej obudowie. Rozwój nowych systemów komunikacyjnych powoduje, że coraz większą rolę będą odgrywać właśnie anteny wielopasmowe lub szerokopasmowe. Już teraz są one powszechnie stosowane w systemach lub urządzeniach wielofunkcyjnych. W telefonach komórkowych wykorzystuje się anteny pracujące w kilku pasmach telefonii komórkowej, równocześnie obsługujących bezprzewodowy internet 2,4 i 5 GHz, oraz Bluetooth, GPS i FM.

Anteny w sieciach WLAN (cz. 2)

Antena panelowa zintegrowana z układem nadawczo-odbio

Drugi typ anten, nad którymi są prowadzone badania, to anteny inteligentne, adaptacyjne, aktywne itp. Nazwy są różne, a chodzi w przybliżeniu o to samo - antenę, której parametry można dostosować do chwilowych wymagań. Pozwala to efektywniej wykorzystać dostępne zasoby, minimalizując interferencje oraz zakłócenia z sąsiednich systemów lub komórek. Antena taka, to nie tylko sam promiennik, ale zwykle również podłączone do niego aktywne układy wzmacniaczy, odbiorników, przesuwników fazy i sterownika. Wiązka anteny jest kształtowana, a moc dostosowywana do chwilowych wymagań systemu. Elektroniczne sterowanie wiązką uzyskuje się zwykle przy wykorzystaniu zaawansowanych technologii półprzewodnikowych, zmieniając rozkład amplitudowo- fazowy poszczególnych źródeł anteny. Wykorzystuje się do tego również specjalne podłoża, np. ferroelektryczne. Kontrolowana zmiana parametrów takiego podłoża, na którym wykonano antenę mikropaskową (łatową), umożliwia sterowanie jej kierunkiem maksymalnego promieniowania. Anteny z elektronicznie sterowaną wiązką są obecnie stosunkowo drogie, a ich stosowanie ograniczone. Jednak ze względu na dynamiczny rozwój technologii wykorzystywanych w takich antenach, zauważalny jest ciągły spadek ich ceny oraz wzrost liczby docelowych aplikacji.

Dużo mówi się na temat miniaturyzacji układów elektronicznych. Dotyczy to również anten. Duże wymagania są stawiane antenom wykorzystywanym w urządzeniach personalnych. Miniaturyzacja wymaga stosowania odpowiednich materiałów o wysokiej wartości względnej przenikalności elektrycznej - εr (czasami zwanej DK - dielectric constans) - specjalnych laminatów mikrofalowych lub ceramik. W ten sposób można nawet kilkakrotnie zmniejszyć wymiary anteny w stosunku do wykonanej w standardowej technologii. Zwykle realizuje się takie anteny o małym zysku i dookólnej charakterystyce, z przeznaczeniem do wdrożenia w terminalach końcowego użytkownika. Wykorzystanie tego typu technologii w antenach instalowanych w środowisku "outdoor" jest ograniczone, gdyż tam nie ma specjalnych potrzeb redukcji wymiarów anteny. Ponadto wykonanie anten o dużym zysku (mających wiele źródeł) na podłożu o wysokim DK, byłoby stosunkowo drogie i trudne technologicznie, wzrosłyby również straty sygnału.

Technologie bezprzewodowe mają zalety (niskie koszty, mobilność) i wady (mniejsza szybkość transmisji w porównaniu z łączami stałymi, mniejsza niezawodność, wrażliwość na zmienne czynniki zewnętrzne, zakłócenia). Odpowiednie wykorzystanie właściwych anten nie obniży kosztów inwestycyjnych, ale docelowo - poprzez zwiększenie niezawodności, oszczędność energii, zmniejszenie wrażliwości na czynniki zewnętrzne - może przynieść wymierne korzyści finansowe zarówno po stronie końcowego użytkownika, jak i dostawcy usług.


TOP 200