Antenneneffizienz -

[Gogi M. (entwickler)]

Hallo,

eine Frage beschäftigt mich als HF-Anwender - aber Nicht-Profi - schon 
länger:

Wenn ich verschiedene Antennentypen alle gleich vernünftig anpasse 
(Netzwerkanalyzer, 50+j0), ist dennoch die abgestrahlte Leistung ganz 
unterschiedlich. Bei PCB Antennen habe ich z.B. in Erinnerung, dass es 
maßgeblich mit der umschlossenen Fläche zusammen hängt ...

Kann man durch irgend welche Abschätzungen/Analogien/Berechnungen oder 
sonst wie die Effizienz einer Antenne beurteilen ohne zu messen? Gibt es 
dafür eine Literatur-Zusammenfassung in der Art
"PCB, geschlossene Schleife: ~ Fläche",
"lange Helix ~ Durchmesser",
"kurze Helix ~ ?" usw.

< ich spreche nicht von gekauften Antennen mit Datenblatt, sondern einer 
selbst gewickelten Helix die in das vorgegebene Gehäuse passen muss, 
oder einer PCB-Antenne die dem Verlauf der Platinenkante möglichst 
folgt, um max. groß zu sein usw... >

oder stehe ich da irgendwo auf der Leitung???

Es würde mir z.B. helfen, zu entscheiden ob ich für eine zur Verfügung 
stehende PCB-Fläche eine PCB-Antenne mache oder lieber eine Keramik 
nehme ...
und es würde helfen zu beurteilen, ob ich z.B. mit meinen gemessenen 
Verlusten da bin wo ich sein sollte ...

P.s.: Simulation ist zu aufwendig und kommt nicht Betracht

Danke,
Gogi

[Clemens (Gast)]

Hallo Gogi,

da Du weder die Möglichkeit des Messens hast, und Simulieren zu 
aufwendig ist, bleibt nicht viel außer Erfahrung übrig.
Auch für Antenne gilt der Energieerhaltungssatz. Im Wesentlichen können 
nur die drei folgenden Punkt mit der Sendeenergie geschehen:

1) Die Leistung wird abgestrahlt
2) Durch Fehlanpassung reflektiert
3) In Wärme umgesetzt

Letzteres geschieht hauptsächlich in dem Anpassnetzwerk, den ohmschen 
Verlussten den Strahlers (bei Dir die Leiterbahn) und leitende Metalle 
im Nahbereich der Antenne. In Deinem Fall kommen noch dielektische 
Verlusste des Substrates FR4 hinzu.
Der heiße Tipp ist, die Schleife wirklich so groß wie möglich zu wählen. 
(Stichwort Antennenfläche) Aber ich denke, hier setzt Deine Anwendung 
grenzen.

Gruß

Clemens

[Dirk L. (thamare)]

Ok, mal ein paar Suchhinweise, für echte Links hab ich grad nicht die 
Zeit. ;)
Microchip AN831 "Matching Small Loop Antennas to rfPIC™ Devices"
Texas Instruments "ISM-Band and Short Range Device Antennas"

Aber es läuft quasi immer auf das Verhältnis von
Strahlungswiderstand der Antenne und
Verlustwiderstand der Antenne
hinaus.

Das ist auch der Grund, warum die meisten PCB-Loop-Antennen so schlecht 
sind. Der Strahlungwiderstand ist ziemlich klein (und im wesentlichen 
von der freien Fläche abhängend), so dass die Verlustwiderstände der 
Leiterbahnen in der gleichen Größenordnung liegen.