Forum: HF, Funk und Felder kleine 2,4GHz-PCB-Antenne


von N. G. (newgeneration) Benutzerseite


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Hallo Leute,

vorab, ich bin vollkommener Neuling auch diesem Gebiet, also bitte 
verzeiht mir dumme Fragen oder Unwissen. Ich habe jetzt schon mehrere 
Abende im Internet gesucht und mir einen kleinen Überblick verschafft.

So nun zu meiner Frage:
Ich suche eine Antenne samt Beschaltung für den ATmega128RFA1. Da die 
Platinenmaße sehr eng dimensioniert sind* und eine Reihe Bauteile drauf 
müssen** sollte die Antenne nicht allzu groß sein.
Also bietet sich ja ein Dipol an, da kein Balun oÄ verwendet werden 
muss. Also dachte ich an diese Antenne 
(http://www.atmel.com/Images/doc8095.pdf), da sie nicht beschaltet 
werden muss(stimmt das?). Leider ist sie zu groß... :(

Ich habe auch schon 2 schön kleine Antennen gefunden, allerdings 
benötigen diese einen Balun.
1) http://www.ti.com/lit/an/swru120b/swru120b.pdf
2) http://www.ti.com/lit/an/swra117d/swra117d.pdf

Beim Thema Balun: Atmel empfielt diesen hier: 2450FB15L0001. Das 
Datenblatt hat auch ein auf diesen AVR abgestimmtes Layout, aber es gibt 
ein Problem. Ich finde auf die schnelle keinen dt. Händler. Kennt jemand 
einen Verkäufer(ich will keine 18€ Versand zahlen nur für 6Stk von 
denen)?

Geht zum Beispiel diese Antenne?
http://www.ti.com/lit/an/swra118/swra118.pdf
Es irritiert mich etwas, dass einfach ein "Kurzschluss" einer Antenne 
entspricht.

falls noch Infos fehlen liefere ich diese gerne nach

N.G.

*) knapp 6x6cm
**) Grundbeschaltung des AVRs, 2 8bit-Levelshifter, die Antenne und ein 
bisschen Kleinkram

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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N. G. schrieb:

> Also bietet sich ja ein Dipol an, da kein Balun oÄ verwendet werden
> muss. Also dachte ich an diese Antenne
> (http://www.atmel.com/Images/doc8095.pdf), da sie nicht beschaltet
> werden muss(stimmt das?).

Jein.  Die ETSI-Bestimmungen hälst du damit gerade so grenzwertig
ein, die FCC-Bestimmungen sind 10 dB schärfer.  Für die brauchst
du noch zwei Tiefpässe.  (Für ETSI würde es sich trotzdem empfehlen,
maximal mit vielleicht -5 dBm zu senden, um etwas Reserve zu haben.)

> Leider ist sie zu groß... :(

Schade, denn das ist mit Abstand die beste 2,4-GHz-Antenne, die mir
bislang in die Finger gekommen ist, wenn man Aufwand und Nutzen
vergleicht.  Sie bringt in der Hauptstrahlrichtung in der Tat die
6,5 dBi, die für sie angegeben werden.

Du kannst aber auch einen ganz einfachen Dipol benutzen, das habe
ich bei meinen Tic-Tac-Toe-Boards seinerzeit gemacht:

http://uracoli.nongnu.org/clt2012/

Leider hatte ich damals keine Gelegenheit, die Antennen vor der
Fertigung der PCBs noch zu optimieren.  Sie müssen etwas kürzer
sein, ca. 40 mm Gesamtlänge haben sich im Nachhinein als Optimum
herausgestellt.  Wie du sehen kannst, habe ich den Tiefpass dort
ebenfalls weggelassen, wiederum zusammen mit der Empfehlung, nicht
mehr als -5 dBm Sendeleistung zu nutzen.  Für die Einfachheit des
Spiels genügte das vollauf.

Vorteil einer symmetrischen Antenne ist halt, dass sie nicht auf
ein „Gegengewicht“ angewiesen ist und dadurch relativ unabhängig
von der Umgebung.

(Balun)

> ein Problem. Ich finde auf die schnelle keinen dt. Händler. Kennt jemand
> einen Verkäufer(ich will keine 18€ Versand zahlen nur für 6Stk von
> denen)?

Dann häng dich doch an eine der zahlreichen Digikey- oder
Mouser-Sammelbestellungen im Markt-Unterforum dran.

von N. G. (newgeneration) Benutzerseite


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Hallo Jörg,

danke für dein schnelles Feedback ;)

ich werde mir dein Projekt mal genauer ansehen.

Was ich noch vergessen habe zu saben ist, dass maximal 7 Meter 
überbrückt werden müssen

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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N. G. schrieb:
> Was ich noch vergessen habe zu saben ist, dass maximal 7 Meter
> überbrückt werden müssen

Dafür genügt ein 50-Ω-Widerstand als Antenne. :-)

von N. G. (newgeneration) Benutzerseite


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Jörg Wunsch schrieb:
> N. G. schrieb:
>> Was ich noch vergessen habe zu saben ist, dass maximal 7 Meter
>> überbrückt werden müssen
>
> Dafür genügt ein 50-Ω-Widerstand als Antenne. :-)

Im Ernst?
Ich kann mangels Fachwissen leider nicht von Schwerzen unterscheiden ;)

aber danke

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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N. G. schrieb:
> Im Ernst?

Naja, es wäre natürlich Quatsch, dafür dann erst einen Widerstand
aufzulöten. ;-)  Aber ohne zusätzliche Abschirmung streut da
genügend HF raus, dass es vermutlich selbst damit gehen würde …

Der Dipol wird dir völlig ausreichen, und du brauchst den ganzen
Firlefanz mit dem Balun nicht erst.  Musst du FCC-tauglich werden,
oder genügt die Einhaltung der ETSI-Bestimmungen?  Selbst mit der
minimalen Sendeleistung (-17 dBm) solltest du die paar Meter mit
dem einfachen Dipol allemal überbrücken können, und wenn es nur für
ETSI genügen muss, kannst du die Antenne dann wirklich einfach direkt
an die RFN-/RFP-Pins hängen.  ETSI fordert oberhalb 1 GHz maximal
-30 dBm unerwünschte Aussendungen, bei FCC ist der Grenzwert etwa bei
-40 dBm.  (Die machen es allerdings an der Feldstärke fest, nicht an
der Sendeleistung.)

Wichtig wäre beim Dipol, die Gesamtgeometrie möglichst gut symmetrisch
zu halten, denn die notwendige Unterdrückung der ersten Oberwelle
wird dort vor allem durch die Symmetrie erreicht.

: Bearbeitet durch Moderator
von N. G. (newgeneration) Benutzerseite


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Jörg Wunsch schrieb:
> Musst du FCC-tauglich werden,
> oder genügt die Einhaltung der ETSI-Bestimmungen?

Es reicht, wenn ich kein Gesetz und keine Bestimmung etc breche und ich 
trotzdem kommunizieren kann ;)

Hintergrund ist folgendes:
Ich habe zwei autonome Roboter die nur untereinander kommunizieren 
dürfen/sollen. Diese befinden sich in einer großen Halle, wobei man aber 
nicht ausschließen kann, dass sich W-Lan und Handys in der Nähe des 
Senders/Empfängers befindet. Kann das zum Problem werden?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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N. G. schrieb:

> Es reicht, wenn ich kein Gesetz und keine Bestimmung etc breche und ich
> trotzdem kommunizieren kann ;)

Klingt nach ETSI, da du das vermutlich innerhalb Europas benutzen
wirst.  Du musst also letztlich (vor allem) die EN 300440 einhalten.
Die zulässigen Nebenaussendungen stehen dort in Abschnitt 7.3.6.

Vergiss nicht, nachdem du dich von der Einhaltung dieser Regelung
überzeugt hast, ein CE-Symbol auf deinem Gerät anzubringen. ;-)  Auch,
wenn du es nur innerbetrieblich benutzt, bist du im Sinne der
Verordnungen der „Inverkehrbringer“.

> Diese befinden sich in einer großen Halle, wobei man aber
> nicht ausschließen kann, dass sich W-Lan und Handys in der Nähe des
> Senders/Empfängers befindet. Kann das zum Problem werden?

WLAN schon, denn es benutzt den gleichen Frequenzbereich.  Mach einen
energy scan über alle (IEEE 802.15.4-)Kanäle und such dir die aus,
auf denen das WLAN am geringsten „reinpfeift“.  Insbesondere Kanal
26 ist typisch bereits etwas außerhalb des WLAN-Spektrums.  Allerdings
fällt dort die Kanalmitte auf eine Oberwelle des 16-MHz-Quarzes,
weshalb ein sauberes Quarzgeneratorlayout wichtig ist, sonst stopft
man sich den Empfänger mit dieser Oberwelle unnötig zu.

GSM und dergleichen sind weit genug außerhalb, die stören nicht.

von N. G. (newgeneration) Benutzerseite


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Danke Jörg für deine sehr schnelle und kompetente Hilfe.
ich werde die oben genannte Dinge umsetzen und hoffe, dass dann alles 
funktioniert ;)

N.G.

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