Hallo!
Für ein Experiment etwas außerhalb meines üblichen Fachgebietes suche
ich eine Möglichkeit, eine 2.4-2.5GHz Anzenne auf ein FR4 PCB zu ätzen.
Das ganze soll in einem Versuchsaufbau auf ein Messobjekt strahlen und
die reflektierte Leistung messen. Da das ganze mechanisch ziemlich
beansprucht wird (darum gehts beim Versuch) und auch nicht viel Platz
vorhanden ist, fallen leider die üblichen Selbstbau - WLAN antennen mit
ihren Drahtkonstrkten oder gar Dosen weg.
Das nächste Problem ist, das die Antenne eben eine Richtwirkung
(Sendekegel weg von der Oberfläche, idealerweise sogar etwa 30° geneigt)
haben soll, da dahinter derselbe Aufbau mit anderen Frequenzen befestigt
ist und die beiden sich möglichst wenig stören sollen.
Antennengewinn ist ziemlich unwichtig, das Teil sollte nur eine
Richtwirkung haben und auf eine halbe Europlatine passen.
Hat jemand einen Vorschlag für mich?
Für eine steuerbare Richtwirkung benutzt man Phased-array-Antennen
http://de.wikipedia.org/wiki/Phased_Array_Antenne
also mehrere Dipole die gleichzeitig mit unterschiedlicher
Zuleitungslänge gespeist werden, das geht auch auf Platinenmaterial
Ich habe die Reichweite meines Wlan und einer drahltosen Cam vergrößert
und gerichtet, indem ich einen Corner-Reflector anbrachte. Der besteht
aus einem 90 Grad gefaltetem Alublech (30x15cm) mit Standfuß hinten. So
lange verschieben, bis max Signal am Empfänger auftritt. Mei Wlan-stick
bekam auch einen verpaßt. Signalstärke etwa 8x größer.
Das funktioniert, obwohl die Antenne nur ein halber Dipol ist.
Info über Corner-reflector: Amateur-Antennen googeln.
Komischerweise sind Parabol-Reflektoren beim Wlan heftigst verboten!
Hoffentlich wird die Todesstrafe nicht wieder eingeführt.
Gruß Werner
Die Antenne soll soweit ich es verstanden habe flach sein, auf
Platinenmaterial. Mit Googles Hilfe "pcb phased array 2.4GHz" finden
sich ein paar Powerpoint-Folien und PDFs zum Thema.
Eine der Atmel-Appnotes zum AT86RF230 beschreibt eine PCB-Antenne,
die nominell 6,5 dBi Antennengewinn hat. Gerber-Dateien sind dafür
auch vorhanden. Da würde ich mal einen Blick werfen. Die Antenne
ist aber 100 Ω symmetrisch, braucht man also ggf. noch einen Balun,
aber sowas gibt's ja mittlerweile in 1206 oder 0805.
Die Antenne auf Atmels Demokit habe ich schon gesehen, aber erstens
braucht die wie gesagt einen zusötzlichen Balun und 2. hat die eine
Richtwirkung in die falsche Richtung (in der Platinenebene und nicht 90°
normal dazu)
Antennengewinn ist mir wie gesagt absolut unwichtig, viel wichtiger ist
eine möglichst geringe Streuung auf die andere Platinenseite.
> da dahinter derselbe Aufbau mit anderen Frequenzen befestigt> ist und die beiden sich möglichst wenig stören sollen.> viel wichtiger ist eine möglichst geringe Streuung auf die andere> Platinenseite.
Die werden sich gegenseitig beeinflussen, das wird man nicht verhindern
können. Die Richtdiagramme von Antennen gelten nur im Fernfeld.
http://de.wikipedia.org/wiki/Nahfeld_und_Fernfeld_(HF-Feld)
Es müssen alle drei Bedingungen erfüllt sein.
Eine Gruppenantenne wird hier überhaupt nicht helfen, weil dadurch die
elektrische Antennenfläche größer ist. Das bedeutet weiterhin, das die
Fernfeldbedingungen erst in einem größeren Radius von der Antenne gültig
sind.
Man müsste das Verhalten des ganzen Systemes Simulieren, insbesondere
wie
sich die elektrischen und magnetischen Felder beider Antennen verhalten.
Vom Fernfeld kann man nicht auf das Nahfeld schließen!
MfG
Holger
Die einzigste Möglichkeit, die ich sehe, ist 2 verschiedene
Polarisationsebenen zu verwenden. Auf der Platine werden dazu 2 Lamda/2
Dipole Geätzt, die gegeneinander um 90° verdreht sind.
Wenn es aber auf gleiche Polarisation ankommt, eine breitbandigere
Antenne
benutzen, die immer umgeschaltet werden. Um welche beiden Frequenzen
geht
es überhaupt?
Wie immer, wissen wir überhauptnicht, worum es geht, so kann man auch
nicht viel dazu schreiben.
MfG
Holger
Die Vorgaben stehen doch oben: 2,4-2,5 GHz, also etwa 12 cm Wellenlänge,
ein Lambda/2-Dipol hat in Luft also etwa 6cm, auf FR4 vielleicht nur
3cm. Auf der gewünschten halben Europakarte (8*10cm) lassen sich also
mehrere Dipole unterbringen, das Material hat natürlich Verluste. Mit
etwa 30 Grad Hauptabstrahlwinkel dürfte das Messobjekt nach der
Zeichnung etwa 10-20cm entfernt sein, das ist tatsächlich noch im
Nahbereich.
Die Zeichnung ist nicht Maßstäblich. Die tatsächliche Entfernung ist
Variabel von 0 bis 50cm.
Wie bereits gesagt: Die Antenne muss nicht perfekt sein, sondern nur
funktionieren.
Ich weiß natürlich, das ich mich im Nahbereich befinde und dort eine
Simulation sehr schwierig und ungenau ist.
Ich brauche eigentlich "nur" eine auf eine FR4 Ätzbare Platine welche
nur auf eine Seite hin abstrahlt. Das mit den 30° Abweichung zur
Normalen war ein schöner Traum der die Messung verbessern würde, ist
aber (momentan) absolut nicht notwendig.
> Die Vorgaben stehen doch oben
Für das 2 Messsystem hat er aber keine Angaben gemacht.
Was soll damit überhaupt gemessen werden?
> Ich brauche eigentlich "nur" eine auf eine FR4 Ätzbare Platine welche> nur auf eine Seite hin abstrahlt.
Mit einer Metallfläche unter der Antenne wird man sich nur Probleme
machen.
Ansonsten sehe ich dafür keine Lösung
MfG
Holger
Im Prinzip geht es darum, auf einer Seite einer Platte ein definiertes
Feld zu erzeugen. Es muss nicht absolut gleichmäßig sein, es sollten
aber nicht allzu große Feldunterschiede auftreten.
Auf der anderen Seite sollte eine deutlich gerinere Feldstärke sein.
Die Abmessungen sind im meter - Bereich (1x2m oder auch etwas größer)
> ... wenn du genug Platz hast würde ich eine Yagi-Antennenstruktur auf> die Leiterplatte aufbringen, die hat gute Richtwirkung.
Wenn du darüber noch mal nachdenkst, weist Du, das sie um 90° in die
falsche richtung strahlt.
MfG
Holger
PCB_Antenne.PNG
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