Антенна из жидкого металла

Nikolai2a · 16.11.2016, 21:48

Антенна из жидкого металла может настроиться на работу в любом диапазоне частот.
Настройка приемно-передающего тракта любого электронного устройства на работу в определенном диапазоне радиочастот является достаточно сложным процессом. К примеру, мобильные телефоны уже сейчас должны уметь принимать сигналы в диапазонах работы системы собственно сотовой связи, GPS, Wi-Fi, 4G, и к этому списку в скором будущем добавится миллиметровый диапазон 5G. А устройства так называемого Интернета вещей (Internet of Things, IoT) будут нуждаться в охвате еще большего количества диапазонов частот. Но работа в каждом из диапазонов требует антенн различной длины и форм, которые зачастую велики для того, чтобы их все можно было разместить внутри портативного электронного устройства. читать дальше

Простые монопольные антенны, используемые практически во всех современных устройствах, состоят из единственного токопроводящего элемента. Они обеспечивают максимальную эффективность в том случае, когда их длина равна половине длины волны излучаемого или принимаемого ими радиосигнала. Но для устройств, работающих в нескольких диапазонах частот, такое ограничение становится серьезной проблемой.

"Традиционным выходом является использование банка переключаемых фильтров совместно с перенастраиваемой антенной или многополосной антенной" - рассказывает Джейкоб Адамс (Jacob Adams), инженер из университета Северной Каролины (North Carolina State University), - "Вышеупомянутые решения достаточно громоздки, для их реализации требуется достаточно большое пространство. И одним из направлений миниатюризации является использование единственного элемента, обладающего широкими возможностями к перенастройке". Таким единственным элементом как раз и является антенная из жидкого металла, способная настраиваться на работу в необходимом диапазоне на счет изменения ее длины в пределах специального капилляра.

Подобные антенны являются уже далеко не новинкой, но реализация подобной технологии не имела большого успеха из-за того, что для управления длиной столбика жидкого металла использовались миниатюрные пневматические насосы. И, согласитесь, такую конструкцию достаточно непросто интегрировать в состав потребительского электронного устройства, скажем, мобильного телефона.

Исследователи ушли от необходимости использования пневматических насосов при помощи электростатических сил, которые заставляют жидкий металл перемещаться в пределах капилляра, в который внедрены управляющие электроды. Жидкий металл, сплав галлия и индия, объединенный со специальным электролитом, может растягиваться или сокращаться в зависимости от полярности приложенного к столбику металла электрического напряжения. В этом случае используются электрохимические процессы, положительное напряжение вызывает формирование слоя оксида на поверхности металла, понижая силы поверхностного натяжения, что позволяет металлу легко течь, не встречая сопротивления. Приложенное отрицательное напряжение удаляет слой оксидов, силы поверхностного натяжения увеличиваются, что приводит к сокращению длины столбика металла.

Созданный исследователями опытный образец настраиваемой жидкометаллической антенны весьма напоминает ртутный термометр. Но, в отличие от термометра, высота столбика которого зависит от окружающей температуры, в данном случае используется электрическое напряжение, изменяя которое можно с высокой точностью регулировать высоту столбика жидкого металла в капилляре.

Такие жидкие антенны, работающие в сантиметровом диапазоне, будут иметь достаточно большие размеры и они, быстрее всего, будут являться отдельными компонентами радиоэлектронных устройств. Но жидкие антенны, работающие в миллиметровом диапазоне, могут быть интегрированы прямо на кристаллы специализированных чипов.

Помимо использования в портативной потребительской электронике, подобные технологии могут принести огромную пользу и в более серьезных областях, к примеру, в спутниковых коммуникациях, в радарных системах и в военной технике, где используются антенные группы, охватывающие диапазоны от нескольких мегагерц до десятков гигагерц. "Но все равно, любой единственный настраиваемый элемент, в большинстве случаев, никогда не сможет перекрыть весь необходимый диапазон" - рассказывает Джейкоб Адамс, - "Однако, использование таких элементов позволит существенно сократить размеры антенных полей, антенных систем судов, самолетов и другой техники, нуждающейся в охвате широкого диапазона радиоволн".

Nikolai2a · 16.11.2016, 21:53

Создано гибкое покрытие с элементами из жидкого металла, поглощающее радиоволны и скрывающее объекты от радаров.
Инженеры из университета Айовы (Iowa State University) разработали новый тип гибкого и эластичного покрытия, структура которого содержит множество маленьких элементов, изготовленных из жидкого металлического сплава, которое с высокой эффективностью поглощает радиоволны определенного диапазона и скрывает объекты от "зоркого глаза" радаров. Название этого покрытия, "метакожа", является производным от термина метаматериалы, которые являются искусственными материалами, обладающими свойствами, которыми не обладает ни один из материалов естественного происхождения. Элементы нового метаматериала позволяют ему влиять на распространение радиоволн, а растяжение или сокращение эластичного покрытия позволяет изменить частоту, на которой покрытие демонстрирует максимальную эффективность поглощения.

Nikolai2a · 18.11.2016, 20:44

WiFi антенны на 2, 5, 10, 15 км и более.
Среди провайдеров Украины неизменным спросом пользуется беспроводное оборудование Ubiquiti и MikroTik - благодаря оптимальному соотношению цены, качества и производительности. Есть лишь одна небольшая сложность: ассортимент продукции у обоих производителей довольно обширен, и не всегда просто разобраться, какие точки доступа и антенны лучше всего купить. Наши менеджеры постоянно получают запросы вида:
читать дальше

Подберите мне WiFi антенны на 2 км для базовой станции. На каком оборудовании можно построить WiFi мост на 15 км? Какие WiFi антенны вы порекомендуете для моста на 5 км с хорошей пропускной способностью? Мы несколько лет назад уже публиковали статью с рекомендациями Ubiquiti по подбору оборудования для линков различной дальности. Но за это время вышел новый стандарт WiFi 802.11ac , появилось много новых моделей с его поддержкой и без, поэтому возникла необходимость в новой подборке. MikroTik также недавно опубликовал информацию о дальности своих самых популярных точек доступа, прочесть об этом можно в этой статье. Сразу оговоримся: в дальнейшем речь пойдет о выборе именно точек доступа, то есть устройств, совмещающих в себе антенну и радиомодуль, или же комплектов из точки доступа и присоединяемой к ней внешней антенны. Однако многие называют точки доступа "антеннами WiFi", что не совсем верно, но довольно распространено, так что мы будем употреблять и такое обозначение тоже. Приведенные решения спроектированы для базовых условий. Реальные результаты будут зависеть от окружающей среды, помех, трассы, пределов ЭИИМ и других факторов.

Ubiquiti - WiFi антенны на 2, 5, 15 км для мостов.
Линк PtP (Point-to-Point, "точка-точка"), или мост, соединяет друг с другом два устройства, расположенные в разных местах. Как правило, мост строится на расстоянии от 150-200 метров до нескольких десятков километров.

Nikolai2a · 19.11.2016, 10:04

Базовые станции Ubiquiti.
Point-to-Multipoint линки (PtMP, "точка-многоточка") - это соединение трех или более устройств, расположенных в разных местах, с использованием 1 базовой станции (точка доступа) и нескольких CPE устройств (клиентских станций), которые соединены с точкой доступа беспроводным линком.
читать дальше

Nikolai2a · 19.11.2016, 19:52

Антенная решетка АSР-5.3-30
Предназначена для организации каналов доступа абонентов к базовой станции в диапазоне 3.5 - 5.7 ГГц. Дальность до 15 км, скорость до 54 мб. Применяется системах с одной поляризацией.
Cпецификация АSP-5.3-30:
читать дальше