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宽带低频天线+软填隙导热材料无线电通信系统天线解决方案

来源: Laird
2018-04-16
类别:无线互联
eye 249
文章创建人 拍明

  Laird是设计和供应先进电子和无线产品定制性能关键组件和系统的全球领先企业,能够提供多种解决方案,今天介绍莱尔德为加州公路巡逻队提出的无线电通信系统宽带低频坚固天线解决方案。在这个方案内,主要运用了 Laird WPC39S0B-001宽带低频天线以及高性能软填隙材料Tflex 700。

  Tflex 700是一款导热系数高达5 W/mK的软填隙式导热界面材料,具有良好的散热性能和高度的兼容性。软接口板符合组件外形,对组件和配套底盘或部件几乎没有压力 。其独特的硅胶和陶瓷填充技术可实现高兼容性和高热性能,在-45ºC至200ºC之间稳定并符合UL 94V0燃烧等级,Tflex 700拥有自然粘性,不需要额外的粘合剂涂层,并能抑制热性能。

  WPC39S0B-001是Laird为扩展陆地移动无线电天线,莱尔德推出了一款公共安全天线,设计用于持续高速和重载周期(10分钟@ 100W)。它工作在39至46 MHz频段,增益为2dBi。天线提供垂直极化的全向模式,并且无需调谐即可获得优异的回波损耗。WPC39S0B-001为公共安全和州警察机构而设计,支持XMT和RCV频率的广泛分离,并支持更多通道对。

  2010年,加州公路巡逻队(CHP)(以下简写为CHP)启动了一项为期五年的项目(CHPER项目),以改善和加强目前全州的无线电通信系统,所以改善区域之间的互通性是必要的。如果部署多个地区的单位以应对事件,则需要以较宽的间距进行频率配对,以尽量减少干扰。这个项目的一个重要部分是增加发射和接收频率之间的分离,然后需要在所有巡逻车上安装高质量的高低频天线。CHP此前曾在他们的巡逻车上使用Laird的窄带低频天线。因此,CHP Laird寻求解决方案,最初的想法是使用调谐到不同频率的标准产品,然而很快就确定标准产品不能满足CHP新系统和频率分配所需的全部要求。Laird需要要开发一种能够满足CHP所有要求的新型宽带天线解决方案。

  加州公路巡逻队对他们的新天线有很多要求,其中所采用的天线覆盖整个CHP低频段频率池非常重要。除了提供较大的频率范围之外,天线还必须承受从高温到强风应用等极端环境条件。在恶劣天气的情况下保持通讯是至关重要的。为了确保天线能够在这个具有挑战性的环境中工作,加州公路巡逻队要求天线在90度偏转时能够以低驻波比和全功率的条件下工作,而且新天线还必须通过功率测试,将100W的功率输入天线中10分钟内不会出现问题。

  Laird面临的挑战是将高频和低频天线组合在一起,通过功率测试要求。莱尔德现有的天线设计,专利和专业知识使该团队能够提出符合CHP所有频率要求的宽带解决方案,但是要设计一种天线能够可靠承受功率测试并在偏转90度时保持较低的驻波比时,真正的挑战就来了。目前天线设计的初步评估要求开发一种能够承受高功率和散热的天线。为了解决发热问题,莱尔德团队对初始天线设计进行了两项重大修改,从而开发了宽带/低频VHF天线WPC39S0B-001。WPC39S0B-001是一款宽带较宽的天线,可为所有低频带用户提供互操作性。此外,它能够在高速运转和重载循环下运行。下图为两种天线模式图示(方位角模式以及高程模式):

WPC39S0B-001天线模式图.png

  WPC39S0B-001天线模式图(一)

  测试方面,Laird用RG58A / U在4*4英尺的金属表面或车顶上进行电压驻波比测量。结果如下图:



图片.png图片.pngWPC39S0B-001产品图示.png

  WPC39S0B-001产品图示

  原始设计使用非常坚固的高冲击PC / ABS塑料外壳,这种高抗冲击材料平时用于的大部分移动天线产品,因为它具有射频友好性,并且已经被证明可以承受最恶劣的环境。然而,由于极端条件和功率测试产生的热量问题,莱尔德将材料改为了一种新的改进型金属外壳。这是用于传热和散热的最有利的材料,也是用于防风雨解决方案的户外环境的极佳材料。其次,由于莱尔德在天线设计中引入了高性能软填隙材料Tflex 700,以帮助散热。这种热界面材料吸收天线内部元件的热量并将其传输到外部金属外壳,消除了高功率测试产生的热量。 Tflex™700的热性能,制造中的易用性以及减小了RF环境下组件的压力,这使其成为补充我们设计的理想材料。

  为了满足CHP的要求,Laird天线专家开发了一种解决方案,可以在必要的频率下运行,并可靠地承受功率测试,并在偏转90度时保持较低的驻波比。 通过与CHP和的散热材料专家的合作,将金属外壳与Tflex™700结合在一起,以帮助散热,使WPC39S0B-001通过功率测试并仍能满足频率要求。

  无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。

  无线通信(Wireless Communication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式,近些年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。

  无线通信这一技术已深入到人们生活和工作的各个方面,包括日常使用的手机、无线电话等,其中3G、WLAN、UWB、蓝牙、宽带卫星系统、数字电视都是21世纪最热门的无线通信技术的应用。

  无线技术给

  无线通信 人们带来的影响是无可争议的。如今每一天大约有15万人成为新的无线用户,全球范围内的无线用户数量现今已经超过2亿。这些人包括大学教授、仓库管理员、护士、商店负责人、办公室经理和卡车司机。他们使用无线技术的方式和他们自身的工作一样都在不断地更新。

  从二十世纪七十年代,人们就开始了无线网的研究。在整个二十世纪八十年代,伴随着以太局域网的迅猛发展,以具有不用架线、灵活性强等优点的无线网以己之长补"有线"所短,也赢得了特定市场的认可,但也正是因为当时的无线网是作为有线以太网的一种补充,遵循了IEEE802.3标准,使直接架构于802.3上的无线网产品存在着易受其他微波噪声干扰,性能不稳定,传输速率低且不易升级等弱点,不同厂商的产品相互也不兼容,这一切都限制了无线网的进一步应用。

  这样,制定一个有利于无线网自身发展的标准就提上了议事日程。到1997年6月,IEEE终于通过了802.11标准。

  802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准,主要是对网络的物理层(PH)和媒质访问控制层(MAC)进行了规定,其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以互操作,逻辑链路控制层(LLC)是一致的,即MAC层以下对网络应用是透明的(如图一所示)。这样就使得无线网的两种主要用途----"(同网段内)多点接入"和"多网段互连",易于质优价廉地实现。对应用来说,更重要的是,某种程度上的"兼容"就意味着竞争开始出现;而在IT这个行业,"兼容",就意味着"十倍速时代"降临了。

  在MAC层以下,802.11规定了三种发送及接收技术:扩频(SpreadSpectrum)技术;红外(Infrared)技术;窄带(NarrowBand)技术。而扩频又分为直接序列(DirectSequence,DS)扩频技术(简称直扩),和跳频(FrequencyHopping,FH)扩频技术。直序扩频技术,通常又会结合码分多址CDMA技术。根据预测,今后几年,无线网在全世界将有较大的发展,单只美国无线局域网销售额就将从1997年的2.1亿美元增加到2001年的8亿美元。

  美国莱尔德科技集团是设计和制造电磁屏蔽材料、导热界面材料和无线天线产品的世界著名公司,产品广泛应用于电信、数据通讯、手机、计算机、通用电子装置、网络设备、航空航天、国防、汽车以及医疗设备等领域。

  美国莱尔德科技集团是设计和制造电磁屏蔽材料、导热界面材料和无线天线产品的世界著名公司,产品广泛应用于电信、数据通讯、手机、计算机、通用电子装置、网络设备、航空航天、国防、汽车以及医疗设备等领域。美国莱尔德科技集团的客户均为世界著名厂商。 美国莱尔德科技集团的母公司为英国莱尔德集团公众有限公司(英国伦敦证券交易所上市公司,具有140多年历史,股票代码: LARD)。

  美国莱尔德科技集团的发展战略是向客户提供全球化技术解决方案及本地化制造和就近供货。自2000年美国莱尔德科技集团开始进入中国市场, 现已拥有八家大型生产制造企业(兼具研发职能)分布在北京、天津、上海、深圳、苏州、昆山、泉州和顺德, 为国内外客户设计和生产具有世界领先水平的电子元件及提供本地化便捷、周到的客户服务,其中北京、上海、深圳、顺德公司被政府授予“高新技术企业”或“外商投资先进企业”

  美国莱尔德科技集团注册于美国的特拉华州,通过并购一系列世界著名的电磁屏蔽产品、导热产品和无线天线产品的制造厂家(包括诸如Instrument Specialties, APM, Bavaria Elektronik, Altoflex, R&F Products, BMI, Warth, Thermagon, Centurion, Melcor, RecepTec, Steward等著名公司)而形成今天的行业领先地位和规模。

  美国莱尔德科技集团总部设于美国圣路易斯市,其制造和技术支持基地分布在美国、中国 (北京、天津、上海、昆山、苏州、泉州、深圳和顺德)、法国、德国、匈牙利、瑞典、日本、英国、捷克共和国、新加坡、马来西亚、印度、韩国和中国台湾,全球总员工人数超2万人。




责任编辑:Davia

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