Welche Antenne ist zu verwenden, wenn die Nähe zu Metallgegenständen unvermeidbar ist?


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In meiner Anwendung wird das Gerät auf eine Metallscheibe gelegt, die weniger als einen Zentimeter von der Platine entfernt ist!

Jetzt habe ich das Gerät mit einer nRF24L01 + Breakout-Karte mit nur einer Chip-Antenne als Prototyp erstellt und kann aus wenigen Metern Entfernung mit dem Gerät kommunizieren (offensichtlich von einem Empfänger mit Sichtlinie zur Leiterplatte, nicht von unterhalb der Disc). Wenn ich jedoch mein Design verbessern und die Zuverlässigkeit der drahtlosen Verbindung verbessern möchte, welche Art von Antenne sollte ich verwenden?

Sollte ich auf ein niedrigeres HF-Frequenzband umschalten?

Nach dem, was ich im Internet gelesen habe, ist eine Patch-Antenne mit einer darunter liegenden Erdung möglicherweise eine gute Antenne, da die Auswirkungen der Metallscheibe unter der gesamten Platine verringert werden, da unser Design ohnehin eine Erdungsebene unter der Antenne beinhaltet . Dies scheint viel Platz in Anspruch zu nehmen, im Gegensatz zu einer IFA-Antenne, die direkt auf eine Platine geätzt ist.

Da ich jedoch in all dieser RF-Theorie ziemlich neu bin, habe ich im Grunde keine Ahnung. Irgendwelche Ideen?

Antworten:


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cksa361, ich bin verwirrt von Ihrem Kopfgeld, weil ich nicht sicher bin, was Sie sonst noch beantworten müssen, außer dem Kommentar, den Sie mir hinterlassen haben, also werde ich darauf antworten.

Wenn Sie zwischen verschiedenen Chip-Antennen wählen, werden Sie normalerweise keine finden, die in jeder Hinsicht wesentlich besser ist als die andere, es sei denn, ein neues Verfahren wurde entwickelt. In den meisten Fällen müssen Sie diejenige auswählen, die besser zu Ihrer Anwendung passt, und dies scheint Ihnen wesentlich besser zu sein.

Strahlungsstärke

Der größere, Glimmer , hat bessere Strahlungseigenschaften (mehr Leistung bei gleicher Leistung). Dies bedeutet, dass für zwei Sender, die dieselbe Leistung ausstrahlen, diese Antenne eine größere Reichweite erhält. Dies bedeutet auch, dass die Glimmerantenne von einer Quelle in großer Entfernung viel besser empfängt.

Größe

Der Taoglas ist kleiner. Dies ist selbsterklärend, wenn Platzprobleme auftreten oder wenn die ungerade Größe des Glimmers Probleme verursacht, gewinnt der Taoglas.

Tuning

Sie müssen die passende Schaltung für den Glimmer einstellen. Für den Taoglas scheint es eine festgelegte Anpassungsschaltung zu geben. Dieses Problem wird in der Frage nach der Messung der Ausgangsimpedanz angegangen . Dies kann eine Herausforderung sein, wenn Sie nicht über die richtige Ausrüstung verfügen. Eine verstimmte Antenne kann Ihre Reichweite erheblich beeinträchtigen. Wenn Sie nicht einstellen können, ist der Taoglas möglicherweise einfacher zu verwenden.

Bearbeiten: Ich habe die Datenblätter falsch gelesen, beide haben Referenzdesigns. Wenn Sie Ihr Layout vom Referenzdesign abweichen möchten (dh Sie haben keinen Platz, um das genaue Say-Layout zu erstellen), müssen Sie die Schaltung neu einstellen, wie im Absatz mit dem Strike- verknüpft. obwohl.

Ich hoffe das hilft.


Kortuk, ich habe eine ähnliche Frage und Sie scheinen der ansässige RF-Experte zu sein. :-) Ich habe eine IFA am Rand eines kleinen Bretts und das Brett ist in einer Metallschale mit einer Glasplatte montiert. (Stellen Sie sich ein Uhrengehäuse aus Metall vor) - Das Metallgehäuse ist NICHT geerdet. Ich weiß, dass das Metallgehäuse die Fähigkeiten der Antenne ernsthaft beeinträchtigen wird, aber wäre es besser, etwas wie die Glimmerantenne oder eine konventionellere IFA zu wählen, die das Fehlen einer Grundebene darunter erfordert? Die Platine sitzt fest (mm Abstand) im Gehäuse und die Antenne befindet sich in einer Ecke.
Akohlsmith

Dies ist eine unordentliche Situation. Wenn sich die Antenne direkt neben Ihrer Schüssel befindet, haben Sie möglicherweise etwas, über das Sie nichts sagen können. Ich würde vermuten, dass die Chipantenne besser funktioniert, aber Sie müssen möglicherweise nur testen. Beachten Sie auch, dass dies Ihre Stimmung beeinträchtigt. Sie müssen die Stimmung neu einstellen, wenn Sie das Board an Ort und Stelle platzieren. Besitzen Sie eine VNA?
Kortuk

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Wie man mit IFA umgeht

Wenn Sie also einen großen Grundriss unter einer Antenne platzieren, erstellen Sie ein Bild der Antenne und den gleichen Abstand von der Grundebene, jedoch auf der anderen Seite, als ob die Grundebene nicht vorhanden wäre. Der einzige wichtige Teil ist, dass eine Lösung über der Grundebene existiert, und es gibt 0 darunter.

Versuchen Sie, die Grundplatte eine halbe Wellenlänge unter Ihrem IFA-Strahler zu platzieren, ohne sich in der Lösung zu verfangen. Dies sollte dazu führen, dass sich die Strahlung verdoppelt. Sie können dies testen, verschieben, Ihren RSSI mit unterschiedlichen Entfernungen messen und den auswählen, der Ihnen am besten gefällt.

Ich hoffe das ist klar, lass es mich wissen, wenn ich mehr kann.

Ihre Lösung

Aus einer allgemeinen Perspektive werden Sie bei etwa 2,4 GHz glücklich sein, es hat sich viel entwickelt, dies reduziert die Kosten. Eine IFA-Antenne scheint Ihnen einen schönen Formfaktor zu bieten. Es handelt sich tatsächlich um eine Art Patch-Antenne. Wenn das Erdungsstück ein Problem verursacht, schauen Sie einfach in einen anderen Patch. Diese werden aufgrund der geringen Kosten und des geringen Formfaktors häufig verwendet.

Andere Optionen

Wenn Sie von der Festplatte ausstrahlen müssen (dh die Richtung, die durch die Festplatte verläuft), ist die Patch-Antenne eine sehr einfache Methode. Es gibt auch Chipantennen mit einer Grundebene. Beide strahlen sehr gut aus.

Wenn Sie an der Stelle der Scheibe seitlich strahlen müssen, können Sie hier mit einem Dipol mit halber Wellenlänge nichts falsch machen . Speziell der Viertelwellenlängenmonopol unter Verwendung der Erdungsscheibe als Leiter. Dies kann eine sehr effektive Konfiguration sein.


Ich nahm an, dass die Entfernung steuerbar war. Wenn dies nicht der Fall ist, testen Sie bitte, was ich gesagt habe. Wenn dies nicht funktioniert, prüfen Sie andere Lösungen.
Kortuk

Leider ist der Abstand zur Disc nicht unkontrollierbar. Das Gerät wird lediglich darauf gelegt. Diese Scheiben werden manchmal auch mit einer Gummibeschichtung unbekannter Dicke (<1 cm) geliefert.
cksa361

Ich würde dann einen einfachen Patch oder Monopol vorschlagen.
Kortuk

Antenova Mica - antenova.com/?id=408 oder Taoglas -> taoglas.com/images/product_images/original_images/… . Welches soll ich bekommen? Beide erlauben Erdungsebenen unter der Chipantenne, was gut ist.
cksa361

Die größere, antenova.com/?id=408 , hat bessere Strahlungseigenschaften (mehr Leistung bei gleicher Leistung), taoglas.com/images/product_images/original_images/… ist kleiner. Sie müssen die passende Schaltung für den Glimmer einstellen. Für den Taoglas scheint es eine festgelegte Anpassungsschaltung zu geben. Sie benötigen einen VNA zum Entwerfen der passenden Schaltung. Wenn Sie also keinen haben, können Sie mit der Glimmerantenne schlechte Ergebnisse erzielen.
Kortuk
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