www.mikrocontroller.net

Forum: HF, Funk und Felder 2,4 GHz Kabel-, Wurfantenne oder ähnliches für ZigBee gesucht


Autor: Kalle A. (Firma: Student) (kalle375)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich suche eine Antenne zum Einsatz bei 2,4 GHz die in Form eines 
einfachen Kabels oder einer Wurfantenne ausgeführt ist und an ein 
IEEE802.15.4 bzw. ZigBee Modem angeschlossen werden kann.

Am liebsten würde ich die Antenne einfach irgendwo kaufen, kennt ihr 
eventuell Möglichkeiten oder Produkte?

Weitere Hintergrundinformationen:

Die Antenne sollte möglichst einen RPSMA Anschluss (Stecker) besitzen.
Das Modem befindet sich in starker metallischer Umgebung, das 2,4 GHz 
Funksignal muss aus diesem Bereich herausgeführt werden (ca. 30..40 cm) 
und soll danach abstrahlen.

Prinzipiell einsetzen könnte man ja:
* Verlängerungskabel und dann irgend einen 2,4 GHz Rundstrahler 
anschließen
* Verlängerungskabel und eine 2,4GHz Antenne mit Magnetfuss anschließen 
(mein Favorit)
* Gewünscht wird aber: ein entsprechend langes, robustes Kabel bei dem 
es sich gleichzeitig um die Antenne handelt. Das Modem (bzw. der Sensor) 
wird oft ein- und wieder ausgebaut. Eingesetzt wird dieser in einer 
Werkhalle, bei den Leuten die Messen handelt es sich um Facharbeiter. 
Ich suche also eine mechanisch robuste Lösung, die nicht so einfach 
kaputt geht. Die zu überbrückenden Reichweiten liegen unter 20m 
(allerdings mit viel Metall rings herum).

* Prinzipiell könnte man ja auch einfach ein Kabel nehmen und an das 
Ende eine kleine 2,4GHz Chip Antenne anbauen/löten - so etwas müsste es 
doch geben, ich finde nur nichts. Selber habe ich darauf aber keine 
Lust, da ich ja für das dazwischen liegende Kabel noch eine 
Anpassschaltung bräuchte.

Wißt hier Rat?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau dir mal eine J-Antenne an, zum Beispiel diese hier:

http://www.dl2jas.com/antennen/j-antenne/j-antenne.html

(Musst du natürlich skalieren von 145 MHz auf 2450 MHz.)

Das könnte deiner gewünschten Antenneform am nächsten kommen.

Ansonsten ein Koaxkabel so abisolieren, dass lambda/4 vom Innenleiter
noch rausguckt und definieren, dass das Schirmgeflecht des Kabels
,,irgendwie schon eine ausreichende Masseebene sei'' (Groundplane). :)

Autor: Kalle A. (Firma: Student) (kalle375)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jörg Wunsch schrieb:
> Schau dir mal eine J-Antenne an, zum Beispiel diese hier:
>
> http://www.dl2jas.com/antennen/j-antenne/j-antenne.html
>
> (Musst du natürlich skalieren von 145 MHz auf 2450 MHz.)

Diese hab ich mir einmal angeschaut, bei 2,4 GHz würde die Antenne also 
noch kleiner Ausfallen richtig? Gut finde ich auch, das man den Strahler 
rauf schrauben kann. Für den Prototypen des Messsystems müsste ich dann 
4 Stück bauen, allerdings wäre mir eine Kaufvariante noch lieber.<

  1
  |
  |
 ---
 ---
 ---
 ------ 2
 ---
 ---
//////
  3

1 .. Strahler (lambda/2 also bei 62mm oder so?)
2 .. Anschluss meines Modems richtig?
3 .. Leitfähige Verbindung zum GND - Boden richtig? Da könnte ich dann 
auch die metallische Umgebung der Einbausituation nutzen?

Insgesamt sieht das interessant aus, allerdings müsste ich ja quasi eine 
klein Serie fertigen, eine angepasste Kaufvariante wäre ideal.<

> Das könnte deiner gewünschten Antenneform am nächsten kommen.
>
> Ansonsten ein Koaxkabel so abisolieren, dass lambda/4 vom Innenleiter
> noch rausguckt und definieren, dass das Schirmgeflecht des Kabels
> ,,irgendwie schon eine ausreichende Masseebene sei'' (Groundplane). :)

Das werde ich einmal ausprobieren, ich nehme also einfach ein 
Koaxialkabel an ein Ende mein RPSM-A Stecker, das andere Ende isoliere 
ich mit ca. lambda/4 ab und lasse die ganze Sache einfach raushängen und 
messse die Verbindungsqualität. Für das richtige Endsystem (soll auch 
mal verkauft werden) müsste ich dann nur noch dafür sorgen das der 
kleine heraus stehende Draht mechanisch fixiert wird und das Ende stabil 
ist (in Kunststoff eingießen)

Also so?:
--------
RPSM-A | -----RG58---- [lambda/4] abisoliert
--------

Eine der beiden Varianten muss ich wahrscheinlich wählen falls ich kein 
kommerzielles Produkt finde. Schon einmal danke für den ersten Tip.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sebastian S. schrieb:

> Diese hab ich mir einmal angeschaut, bei 2,4 GHz würde die Antenne also
> noch kleiner Ausfallen richtig?

Genau.  Ich habe die Dimensionierung vorhin mal mit dem Taschenrechner
überschlagen, das klingt zumindest noch handhabbar.

> Für den Prototypen des Messsystems müsste ich dann
> 4 Stück bauen, allerdings wäre mir eine Kaufvariante noch lieber.

Kannst ja auch mal gucken, ob es in deiner Nähe eine mechanische
Werktstatt gibt, die sowas (bspw. aus Messing) fertigen kann.  Ich
weiß, dass die J-Antenne bei den Funkamateuren als recht gut
wirkende Antenne auf 145 MHz ,,für unterwegs'' gilt.  Das könnte
auch gut daran liegen, dass man bei einer nur lambda/4 langen
Antenne halt für eine ordentliche Funktion eine größere (lambda/2
im Durchmesser) Erdfläche benötigt, die bspw. an einem Handfunk-
gerät selten machbar ist.  Mit der hochohmig gespeisten lambda/2-
Antenne braucht man das nicht mehr, und die J-Antenne löst das
Problem der Impedanztransformation recht elegant.

> 1 .. Strahler (lambda/2 also bei 62mm oder so?)

Ja, so ungefähr.

> 2 .. Anschluss meines Modems richtig?

Ja.

> 3 .. Leitfähige Verbindung zum GND - Boden richtig?

S. o., ist hier (im Gegensatz zu lambda/4) eher unerheblich.  Der
,,Untertopf'' ist in erster Linie ein Impedanztransformator für
den Halbwellenstrahler.

> Das werde ich einmal ausprobieren, ich nehme also einfach ein
> Koaxialkabel an ein Ende mein RPSM-A Stecker,

RPSMA bei 802.15.4, wer macht denn eigentlich sowas?  Normalerweise
nimmt man da SMA.  (RPSMA ist eine Gurke, die daraus resultiert,
dass die FCC wohl mal für abnehmbare WLAN-Antennen einen nicht-
Standard-HF-Verbinder vorgeschrieben hat.)

> Also so?:
> --------
> RPSM-A | -----RG58---- [lambda/4] abisoliert
> --------

Wenn du dir die Benutzung von RG58 bei diesen Frequenzen leisten
kannst, brauchst du auch keine Antenne. :-)  Im Ernst: SMA passt
recht schlecht zu RG58, das wird wohl eher RG174 sein.  Wenn das
Kabel sehr kurz ist, ist die PE-isolierte Variante OK, ansonsten
besser die PTFE-Ausführung davon nehmen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
p.s.: Wenn du die J-Antenne irgendwo fertigen lässt, kannst du die
SMA-Buchse natürlich auch nach unten ziehen.

Autor: Michael M. (technikus)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jörg Wunsch schrieb:

> Wenn du dir die Benutzung von RG58 bei diesen Frequenzen leisten
> kannst, brauchst du auch keine Antenne. :-)  Im Ernst: SMA passt
> recht schlecht zu RG58, das wird wohl eher RG174 sein.

(R)SMA paßt mechanisch recht gut zu RG-58, das Kabel ist dann gerade so 
dick wie der Stecker. Sogar Reichelt hat R-SMA-Stecker für RG58 im 
Programm. RG174 ist ja noch schlimmer, das hat rund 180 dB/100m Dämpfung 
bei 2,4GHz. Da ist das RG58 mit immer noch heftigen rund 100 dB/100m ja 
noch besser. Ich würde da eher sowas wie Aircell 5 (Maße ähnlich RG58, 
aber nur gut 50 dB/100m) empfehlen. Aircell 5 läßt sich auch ganz gut 
mit den R-SMA-Steckern vom Reichelt verbauen.

> Wenn das Kabel sehr kurz ist, ist die PE-isolierte Variante OK, ansonsten
> besser die PTFE-Ausführung davon nehmen.

Oder eben ein Kabel mit Schaumdielektrikum wie Aircell 5.

Servus
Michael

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael M. schrieb:

> (R)SMA paßt mechanisch recht gut zu RG-58, das Kabel ist dann gerade so
> dick wie der Stecker.

Ich finde die Kombination immer ziemlich klobig.

Aber stimmt, selbst RG-188 (die PTFE-Version) ist dämpfungsmäßig nicht
so der Bringer bei den Frequenzen.  Semi-rigid ist ganz nett, aber
man muss sehen, dass die mechanische Stabilität in der Lage ist,
die auftretenden Kräfte auszuhalten.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.