Hat es etwas mit der geringen Koerzitivkraft von weichem Ferrit zu tun, die bei Gigahertz-Frequenzen immer noch nicht niedrig genug ist?
Ich stelle Empfangsantennen mit hoher Verstärkung und Sendeantennen zusammen. Raum ist ein Problem. Vielleicht das Gleiche wie Ferritstäbe, bei denen Antennenmeter und Meter lang um den Ferritstab gewickelt werden können, der nur wenige Zentimeter lang ist, werden Ferritstäbe dies für WiFi-Antennen tun.
Liege ich falsch? Wenn ja, in welchen Aspekten?
Antworten:
Ferritstabantennen wurden in der Vergangenheit für AM-Rundfunkempfänger verwendet. Diese Signale liegen bei etwa 1 MHz, was einer Wellenlänge in der Größenordnung von 300 Metern entspricht. Ein Halbwellendipol bei dieser Frequenz wäre in der Größenordnung von 150 Metern lang. Die sehr hohe Permeabilität von Ferrit ermöglicht es, diese Antenne auf Kosten einer gewissen Leistung kleiner zu machen. Es ist eine Form der elektrischen Verkürzung .
Für Wi-Fi liegen die Signale entweder bei 2400 MHz oder 5000 MHz. Halbwellendipole bei diesen Frequenzen liegen bei 62 mm oder 30 mm. Dies ist klein genug, dass selbst eine Antenne in voller Größe normalerweise nicht unpraktisch ist. Aus diesem Grund werden bei gewöhnlichen Wi-Fi-Geräten keine Ferritstabantennen verwendet. Sie werden nicht benötigt.
Wenn Sie jedoch eine Richtantenne herstellen, ist eine Anordnung solcher Antennen möglicherweise unpraktisch, und Sie möchten möglicherweise eine Möglichkeit, sie kleiner zu machen. Theoretisch könnte ein Material mit einer höheren magnetischen Permeabilität wie Ferrit verwendet werden. Es fällt Ihnen jedoch schwer, ein geeignetes Material zu finden. Es braucht etwas Energie, um die magnetischen Domänen in einem ferromagnetischen Material umzudrehen, und diese Energie geht als Wärme verloren. Mit zunehmender Frequenz tritt dieser Flip öfter pro Sekunde auf, und somit wird die Gesamtleistung dieser Verluste höher. Verluste aufgrund dieses Mechanismus werden als Hystereseverluste bezeichnet.
Folglich würde bei Wi-Fi-Frequenzen das für eine AM-Antenne verwendete Ferritmaterial eine sehr gute Heizung und eine schreckliche Antenne ergeben. Es gibt moderne Ferritmischungen, die bei Mikrowellenfrequenzen einen geringeren Verlust aufweisen, jedoch eine geringere Permeabilität aufweisen.
Wenn Sie jedoch eine Antenne mit einem Material mit hoher Permeabilität laden können, deutet die Dualität darauf hin, dass dies auch mit einem Material mit hoher Permittivität möglich ist.
In der Tat ist es. Es gibt dielektrische Materialien mit akzeptabel geringen Verlusten bei Mikrowellenfrequenzen. Sie sind nicht einmal besonders exotisch oder teuer. Wir nennen es Plastik.
Ich würde Ihnen einige Referenzen geben, aber ich kann keine guten, kostenlosen kanonischen Online-Referenzen finden. Es gibt jedoch viele Beispiele und Forschungsarbeiten: Suche nach "dielektrischer Stabantenne" und "dielektrische Belastung".
Ferrit gibt den Geist als nützlichen Konzentrator für einen Magnetfluss über 100 MHz auf. Da WiFi mit 2,5 GHz arbeitet, ist Ferrit nicht sehr nützlich. Wenn Sie sich den Ferrit mit der höchsten Frequenz ansehen, den Fair-Rite zu bieten hat, sehen Sie diese Grafik: -
Bemerkenswert ist die Permeabilität - nur 16. Bemerkenswert ist auch die Frequenz, bei der die Widerstandsverluste gleich der Permeabilität sind - etwa 400 MHz. Oberhalb dieser Frequenz verhält sich der Ferrit wie eine typische Ferritperle und unterdrückt Signale.