[Aleks07111971 0]

Доброго дня, подскажите пожалуйста геометрию платы?

[yurik82 18]

Алекс, ты хочешь чтобы кто-то снял точные мерки с этого конкретного изделия (даже если оно кривое) или предположил топологию? (общую концепцию)

Принципиально эта схема ничем не отличается от оригинальной Petra, которая запатентована sgser

Симметричные 2-проводные линии у Йоты выполнены печатным способом и в разных уровнях.

Главная сложность любой разновидности Петры - сделать балун, чтобы из +V на центральной жиле коаксиального кабеля (относительно оплётки кабеля) получить равные по амплитуде но противоположные по фазе напряжения +V/2 и -V/2 (относительно оплётки кабеля), которыми и запитать эту симметричную 2-проводную линию.

Антэкс для этого использует собственное конструктивное решение, которое по сути является схемой Рис. 12.6.4. (которая в свою очередь тоже разновидность схемы Рис. 12.6.3): http://dl2kq.de/ant/kniga/1262.htm

Клон от РЭМО использует коаксиальный кабель вместо полосковых трансформаторов (ближе к Рис. 12.6.3)

Это устройство симметрирования называется балуном. Как оно сделано у Йоты по твоему скриншоту не видно. Может и не сделано вообще? Просто оплётка к одной линии, а центральная жила к другой линии? Надо крупнее фотография в районе ввода кабеля

 

Здесь то же самое, только максимально упрощено

Изменено 25 сентября, 2019 пользователем yurik82

[Aleks07111971 0]

Привет Юрий, нет размеры мне не нужны, Мне важен принцип, в связи с отсутствием академического образования, я не догоняю!:)

Нарисуй пожалуйста, да хоть от руки, что там на плате, вроде полоски с двух сторон?

[Aner 3]

Там для MIMO реализация. Кабель запаян на плату, где есть согласующий элемент типа резистора, далее что то типа мостов Вилкинсона, то есть делитель мощности с соответствующим согласованием (то что вы называете полосками), он расчитан на соответствующий частотный диапазон. А далее каждый подключен к своему участку резонатора. Интересно насколько сильна отвязка между каналами в такой реализации.

[yurik82 18]

1 час назад, Aner сказал:

Там для MIMO реализация. Кабель запаян на плату, где есть согласующий элемент типа резистора, далее что то типа мостов Вилкинсона, то есть делитель мощности с соответствующим согласованием (то что вы называете полосками), он расчитан на соответствующий частотный диапазон. А далее каждый подключен к своему участку резонатора. Интересно насколько сильна отвязка между каналами в такой реализации.

Здесь нет ни резистора, ни моста Вилкинсона и оно не рассчитано на конкретный диапазон и нет никаких участков резонатора.

И реально перекрывает 1700-2700 по КСВ<1.5 (в схеме Антекс) как в натуре так и в модели HFSS

Детально схему Петры могу объяснить.

Сначала разберемся с собственно излучателями, без линий питания, фазировки и согласования.

Это фазированная (синфазная) решетка 2х2, где одиночным элементом выступает 2-этажная МПА. В первой версии Петры от Антэкс оба этажа были круглыми (как у обсуждаемой антенны Йота), в актуальных версиях Петры активный этаж прямоугольный. Оба варианта рабочие.

Круглый или квадратный патч при запитке с торца на соседних сторонах - имеют некоторую (не очень большую к сожалению) изоляцию между портами. Что позволяет подать на них независимые порты МИМО.

У стандартов 802.11 и LTE требования к развязке МИМО совсем не жесткие - номинальные параметры линка достигаются при развязке 13 дБ, рекомендованное 3GPP2 значение для производителей UE антенн 15 дБ, при снижении развязки вплоть до 8 дБ деградации суммарной скорости двух потоков незначительная и резко деградирует только на 8 дБ и ниже

 

Главное условие любой ФАР - все элементы должны быть возбуждены синфазно. Это значит что все порты должны располагаться однообразно (дублироваться вдоль шага решетки копирования), а не зеркально или с поворотом.

Но в таком случае для решетки у которой порты расположены однообразно получится большая длина линий

Эти линии кроме сложностей производства ещё и узкополосны - никому не удавалось перекрыть 1.6х (1700-2700) с такими линиями.

Поэтому соседние этажи решетки обращены портами питания зеркально внутрь. Это резко упрощает топологию дорожек питания, но добавляет сложную проблему - верхний и нижний (или правый и левый для второго порта МИМО) этажи надо питать противовазно.

Делитель мощности уже обязан кроме деления мощности ещё и вращать фазу на 180 градусов. Делится не просто V = V/2 + V/2, а -V/2 и V/2

Т-тройник или мост Вилкинсона такого не умеют. Нужна или линия задержки L/2 или балун (на полосковых трансформаторах или любой другой).

В узкополосных антеннах применяют линию задержки L/2. В первой версии Антэкс Петра второй порт тоже имел линию задержки L/2 для диапазона LTE-2600 (Band 7). Второй порт не работал в LTE-1800 и UMTS-2100.

Революционная (защищенная патентом и копируемая десятками пиратских заводов в РФ и Украине) идея антенны Петра состоит в 2 вещах:

1) линии питания верхнего и нижнего этажей ФАР образуют между собой симметричную двухпроводную дифференциальную линию. Такая линия в отличии от печатной линии на картинке выше не требует земляного провода и не излучает (если фазы противоположны а амплитуды равны). Это позволило выполнить её на одном уровне с патчами, на большой высоте от рефлектора (~20 мм), потому что рефлектор не берет участие в работе этой линии как он берет участие в работы полосковой печатной линии.

Эта 2-проводная линия у Антэкс имеет дифференциальное сопротивление около 200 Ом (5x0.5 мм полоски с зазором 3 мм на высоте 20 мм над землёй) и длину около 2х40 мм. Линия фиксированной длины 40 мм с сопротивлением 200 Ом работает как трансформатор. И R и jX этой линии в месте ввода питания радикально отличаются от R/jX собственно излучателей. Дифференциальное сопротивление этой линии - важный настроечный элемент системы. Это описано и в патенте, это показывает и HFSS и с этим я столкнулся на практике, когда пробную антенну вырезали на лазере и не добавили запаса на лазерный шов. Зазор получился больше, параметры уплыли, но вернулись в исправленной версии когда зазор вернули на расчетное значение.

 

2) Т.к. решетка получилась с симметричным входом (+V/2 и -V/2) для питания её коаксиальным кабелем надо балун. Он устроен как продолжение этих линий, но схематически он такой как в книге Гончаренко на Рис. 12.6.4. В широкой полосе частот короткозамкнутые стойки длиной 20-25 мм (есть варианты с уклоном, есть более прямые и короткие) работают как дополнительный трансформатор сопротивлений, тоже важный элемент согласования. И внутренняя "горячая" полоска которая соединяется на центральный пин порта питания - тоже элемент согласования, её сопротивление (ширина и зазор до стоек) влияет на Rвх антенны и это важный подстроечный узел.

Благодаря этому подстроечному узлу антенна производится по одному чертежу сразу на 3 сопротивления:

* 50 Ом - обычная Петра с выходом на 50 Ом
* 75 Ом - Петра-75 с выходом на 75 Ом
* 100 Ом - сдвоенная антенна с именем "Агата", в которой 2 Петры по 100 Ом соединены полосковой линией произвольной длины 100 Ом просто на тройник и дают выход 50 Ом

 

Разные заводы по разному копируют этот узел "балуна". РЭМО делает металлический стойки под уклоном и на одну из стоек ложит кабель питания (получается ближе к  Рис. 12.6.3 по книге Гончаренко.

Йота сделала печатные линии. Несмотря на внешнее сходство с мостом Вилкинсона моста здесь нет. Это просто 2-проводная линия. Сделать её петлей скорее вынудила разная электрическая длина FR4 и воздушных линий у Петры. При сохранении размеров антенны от Петры - линии на печатке получаются электрически длиннее и инженеры Йоты это как-то пробовали скорректировать играясь сопротивлением и длиной этих линий.

 

Вот концептуальная схема "Агаты" где показан только 1 порт, 2 "Петры по 100 Ом" сходятся на тройник 50 Ом

 

Вот вживую упрощенная версия, где из-за неправильного зазора между симметричной линией уплыл КСВ, но вернулся в 1.5 после того как вырезали правильные размеры

 

Вот может кому пригодится HFSS проект актуальной версии Антэкс Петра, 100% на переменных (всё можно двигать изменив переменную, остальные размеры сами двигаются), но не доделанный до конца (не дорисованы балуны)

PetraBB_MIMO_1700_2700.aedt

Petra_BB_Unibox_v3.aedt

Во втором файле - первая Петра в с круглыми дисками и конусной симметричной линией (сопротивление ниже с конца запитки и выше с конца соединения к излучателям)

 

Что сделали продавцы "Йоты" заочно утверждать сложно. Пока ни у кого нету даже доказательств что она рабочая, поэтому строить теории "от противного" взяв за аксиому что она рабочая - не получится. Не исключено что там кабель просто напрямую впаян в эту 2-проводную линию. Нет доказательств что к производству этого изделия привлекались вообще инженеры/разработчики. Коммерчески успешным производством антенны обычно занимаются автомеханики и сантехники. Рисуют в CorelDraw

 

Изменено 25 сентября, 2019 пользователем yurik82

[yurik82 18]

Нашел: https://patents.google.com/patent/RU169151U1/ru

это тоже патент Антэкс, только он не пошел в продакшен

Если сделано как в патенте - то это 2 токовых балуна Гуанеллы 4:1

 

Особенность токового балуна 4:1 в том, что он дает неравные амплитуды сигнала на выходе, не +V и -V, а +1.5V и -0.5V

 

 

Если оплетка кабеля изолирована от всего, то по ней потечет синфазный ток (нет симметрирования), она будет рассогласовывать (измеренный КСВ будет сильно зависеть от длины кабеля и его положения относительно антенны и предметов) и излучать

Если оплетка не изолирована от рефлектора, то верхний и нижние этажи получают очень разную дозу энергии и тот этаж который получает 1.5 вольта сильно задавит лепесток ДН вниз, потому что у нижнего этажа только 0.5V (относительно рефлектора)

 

То что пошло в продакшен у Антэкса - разновидность балуна Марчанда, а не Гуанеллы.

Изменено 25 сентября, 2019 пользователем yurik82

[uve 3]

 Можно проще описать эту конструкцию:  волновой вибратор(плечи из круглых дисков) с симметрирующим трансформатором 1:4 на длинных линиях, расположен рядом с рефлектором ( дистанция около 0.11L )

[Aner 3]

Да был неправ с MIMO, вилкинсоном. Из приведенного патента все становится понятно.  С развязкой все проще, почему она не жесткая. Там такое правило, что коэффициэнт усиления оконечного усилителя должен быть меньше этой развязки иначе возбуд и нестабильная работа. И чем широкополоснее антенна то и получить большую развязку труднее. 15dB было бы хорошо, но это врядли. К 6-8dB ближе. 

[Aleks07111971 0]

1 hour ago, Aner said:

Да был неправ с MIMO, вилкинсоном. Из приведенного патента все становится понятно.  С развязкой все проще, почему она не жесткая. Там такое правило, что коэффициэнт усиления оконечного усилителя должен быть меньше этой развязки иначе возбуд и нестабильная работа. И чем широкополоснее антенна то и получить большую развязку труднее. 15dB было бы хорошо, но это врядли. К 6-8dB ближе. 

Не думаю, что Сергей вообще бы сел за подобную разработку не надеясь получить развязку между портами на уровне минус 30db.

[Aner 3]

37 минут назад, Aleks07111971 сказал:

Не думаю, что Сергей вообще бы сел за подобную разработку не надеясь получить развязку между портами на уровне минус 30db.

Не попадались мне с развязкой более 18...22dB и то это профи решения были. Думаю 30dB не реально получить в столь широкой полосе. Да и оконечники более 20dB мало кто делает. 

[Aleks07111971 0]

У четырёх патчевых антенн Антэкс и Крокс (1700-2700) развязка не менее минус 25 db

[yurik82 18]

2 часа назад, Aleks07111971 сказал:

Не думаю, что Сергей вообще бы сел за подобную разработку не надеясь получить развязку между портами на уровне минус 30db.

а я думаю что сел бы, если бы можно получить 13-15 дБ

[Aleks07111971 0]

Нет ни одной такой антенны от Антэкс и никогда не было!:)

P.S. И не будет!:)

Изменено 26 сентября, 2019 пользователем Aleks07111971

[yurik82 18]

Очень уважаю фирму Антэкс и труды Сергея Сычугова, но в этом вопросе полностью поддерживаю мнение Aner

[Aleks07111971 0]

Я не буду звонить специально, но при первом случае спрошу Сергея!:)