WiFi-Durchglasantenne

Früher habe ich viele UHF-Funkgeräte und Freisprecheinrichtungen für Mobiltelefone im Auto installiert. Ich arbeitete hauptsächlich an Lastkraftwagen und Nutzfahrzeugen mit Frontschutzbügeln, auf denen ich eine große, sperrige Antenne mit hoher Verstärkung montierte. Alternativ könnte eine Halterung direkt am Chassis unter der Motorhaube montiert werden (was häufig ein Schneiden / Bohren bedeutete). Das Koaxialkabel würde vom neuen Gerät in der Kabine durch den Motorraum bis zur Basis der Antenne verlaufen.

Aber ab und zu bekam ich eine schicke Führungskraft mit einer glänzenden neuen Luxuslimousine und benutzte eine relativ diskrete Glasantenne. Das Kabel verläuft auf der Beifahrerseite unter dem Armaturenbrett und an der Säule (unter der Polster- oder Kunststoffverkleidung) entlang und springt oben an der Windschutzscheibe heraus. Das Kabel wird in eine kleine Blackbox / Tafel geschraubt, von der eine Seite direkt auf der Innenseite des Glases haftet. An der Basis des eigentlichen Antennenmasts befindet sich eine ähnliche Klebefläche, die auf der Außenfläche des Glases direkt über der ersten angebracht ist.

Ich habe nie ganz verstanden, wie oder warum es funktionierte, aber im Wesentlichen konnte das Signal direkt durch das Glas fließen. Meine Frage ist: Kann die gleiche Technik für 2,4-GHz- und / oder 5-GHz-WLAN-Antennen angewendet werden?

— Stimmen
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Theoretisch arbeitet UHF mit 300 MHz bis 3 GHz, daher sollte es für Antennen mit niedrigerer Frequenz funktionieren. Sie sollten jedoch die Bandbreite überprüfen. Aber wenn Sie es testen können, würde ich gerne die Ergebnisse sehen. Ich finde diesen Beitrag sehr interessant. Wie es funktioniert, hängt von der Induktivität ab.

— Dimitri

Überträgt wahrscheinlich Energie durch Induktivität nach außen (siehe berührungsloses / induktives Laden). Dann wird die HF nach außen verstärkt und wieder durch das Glas zurückgesendet. Sie könnten sogar die gleichen Spulen verwenden, jedoch mit unterschiedlichen Frequenzen.

— Oldfart

"Neue Luxuslimousine" und "Keine eingebaute Freisprechfunktion" sind heutzutage eine Reihe von Bedingungen, die sich gegenseitig ausschließen ...

— Ratschenfreak

@ Dimitri 300MHz - 1GHz nach IEEE ; oder 300MHz - 3GHz , je nach ITU . Aber ich bezog sich eigentlich auf die 477MHz UHF Citizens Band verwendet in Australien und Neuseeland ( 476,4250 MHz - 477,4125 MHz ; umgangssprachlich einfach als bekannt UHF ). Ich dachte, dies sei ein allgemeiner Standard in Europa und Nordamerika, aber anscheinend nicht.

— Stimmen

@ tjt263 Ok. Jetzt hast du dann ein Problem. Bei WIFI-Frequenzen können Sie die für ITU-R verwendete Antenne nicht einfach verwenden. Sie sollten dieses Foto zum Beispiel überprüfen lassen: robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/… . Da sieht man unterschiedliche Länge für unterschiedliche Frequenzen. Ich werde dich nicht anlügen Ich habe keine Ahnung, ob es funktionieren würde, wenn du die Antenne, die du hast, modifizierst, aber das könnte ein gutes Experiment sein. Check in google "Antennenlänge berechnen". Sie sehen einige nützliche Formeln. Hoffe das hilft Freund.

— Dimitri

Antworten:

Parallele Kondensatorplatten von 25 mm mal 25 mm, die durch 4 mm Glas mit einer relativen Permittivität von 4 getrennt sind, würden eine Kopplungskapazität von etwa 5 pF ergeben. Diese Kapazität ist mit einem Antennensignal in Reihe geschaltet und bei 2,5 GHz würde sie als Blockierimpedanz von etwa 13 Ohm wirken. Es ist also machbar, dass sie verwendet werden kann, ohne das VSWR zu stark zu stören.

k ist die relative Permittivität des Glases.
$\epsilon_0$

Die Blockierimpedanz der Serie von 13 Ohm könnte durch einen kleinen Wert der Serieninduktivität ausgeglichen werden. Ich würde erwarten, dass es am besten funktioniert, wenn es sich am Rand des Fensters (und in der Nähe der Fahrzeugkarosserie) befindet, da der Antennentyp ein Monopol ist und eine Form von lokaler Grundebene benötigt wird, um am effektivsten zu sein. Mit anderen Worten erfordert die Verwendung einer kapazitiven Verbindung, dass die Basis der Antenne eine Platte des Kondensators ist.

Ich werde Spulen nicht ausschließen, die über das Glasfenster koppeln können, aber bei 2,5 GHz könnten diese verlustbehafteter werden als ein kapazitiver Koppler.

— Andy aka
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Es gibt auch andere Vorteile, wenn die Antenne nicht in der Mitte, sondern am Rand der Windschutzscheibe angebracht ist

— ;-)

@psmears was sind sie (außer dem, den ich aufgelistet habe)? Sei nicht schüchtern! Wir sind alle hier, um etwas zu lernen.

— Andy aka

Entschuldigung, das war als Witz gedacht - ich meinte nur, dass es besser ist, die Antenne am Rand zu haben, um zu sehen, wohin du

— fährst

Danke für die Auskunft. Es ist zu diesem Zeitpunkt ein bisschen aus meiner Liga heraus, aber ich wickle meinen Kopf darum. Also ist es normal, einen Kondensator (oder ein Paar Induktoren) unmittelbar vor (und in Reihe mit) einer Antenne zu haben? Oder ist es einfach ein Mittel, das Glas zu durchqueren? Es sieht so aus, als hätte dies einen erheblichen Einfluss auf das Verhalten des Hauptstromkreises.

— Stimmen

Wenn Sie nach passenden Netzwerken zwischen Chips und WLAN-Antennen suchen, ist es nicht ungewöhnlich, dass Kondensatoren mit kleinem pF-Wert in Reihe geschaltet sind. Für Wifi-Frequenzen habe ich noch nie ein Paar gekoppelter Induktivitäten gesehen, und ich vermute, dass dies daran liegt, dass die Frequenz zu hoch ist, um eine solche effektive magnetische Kopplung zu erzielen.

— Andy aka

Ich habe nie ganz verstanden, wie oder warum es funktioniert hat

Nun, es ist keine Magie ;-)

Eigentlich kann es entweder getan werden

magnetisch mit gekoppelten Induktivitäten. Das ist wie ein Transformator ohne Magnetkern. Das kabellose Laden, wie es in einigen Mobiltelefonen verwendet wird, erfolgt nach dem gleichen Prinzip. Grundsätzlich erzeugt eine Spule aus einem elektrischen Signal ein Magnetfeld, das dann von einer zweiten Spule aufgenommen wird (auf der anderen Seite des Isolators kann es sich um einen beliebigen Isolator einschließlich Luft oder Glas handeln). Die zweite Spule wandelt das Magnetfeld wieder in ein elektrisches Signal um.

oder

elektrisch unter Verwendung einer kondensatorartigen Struktur. Ein Kondensator besteht aus zwei elektrisch leitenden Platten mit einem Isolator (der ein beliebiger Isolator sein kann, einschließlich Luft oder Glas) dazwischen. Ein Kondensator ist eine niedrige Impedanz (stellt kein Hindernis dar) für Hochfrequenzsignale.

Für niedrigere Frequenzen bis etwa 200 MHz erwarte ich die Verwendung der magnetischen Kopplungsmethode. Für niedrige Frequenzen wäre ein sehr großer Kondensator (für die elektrische Kopplung) erforderlich, um effizient zu sein.

Für hohe Frequenzen über 200 MHz, die WiFi-Signale enthalten, erwarte ich die Verwendung der elektrischen Kopplungsmethode. Hohe Frequenzen können nicht durch große Spulen wandern, was das magnetische Kopplungsverfahren schwierig macht.

— Bimpelrekkie
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Das Glas ist also im Grunde eine dielektrische Platte? Was ist mit dem Erdungskabel / Geflecht / Leiter? Wie durchqueren beide Seiten des Stromkreises das Glas durch einen einzelnen Punkt / Bauteil / Kondensator?

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Richtig, das Glas wäre das dielektrische Material des Kondensators. An der Antenne wird es keinen Boden geben, der Boden wird wohl das Chassis des Autos sein. Außerdem brauchen Sie nicht immer eine Erdung, eine Antenne kann nur mit einem Anschluss arbeiten.

— Bimpelrekkie

Ist das richtig? Das ist dann seltsam, dass wir weiterhin relativ teure Koaxialkabel mit der negativ geflochtenen Ummantelung zum Außenleiter aller unserer Antennenstecker führen. Die meisten von ihnen werden sogar mit speziellen Unterlegscheiben geliefert, die in die Montagefläche eingreifen, um einen festen Bodenweg zu gewährleisten.

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@ tjt263 es ist richtig. Wenn Sie ein einzelnes Kabel verwenden, fungiert es als längere Antenne und nicht als Möglichkeit, ein Signal von der Antenne zu übertragen. Wenn es also wirklich sehr, sehr kurz ist, dh direkt mit der Platine verbunden ist, funktioniert es. Aber das ist eine andere Frage.

— Mołot

Im Grunde genommen handelt es sich also um eine 6-Fuß-Antenne. von der Mittelkonsole bis zur Oberseite der Windschutzscheibe? Etwas daran scheint nicht richtig zu sein.

— Stimmen