Hallo Community, im Anhang befindet sich ein PDF File welches als Referenz zu meinen Fragestellungen dienen soll. Kurzbeschreibung: ----------------- Zum Funktransceiver CC1101 von TI (Nachfolger von CC1100), für das 868Mhz ISM Band, gibt es ein Referenz-Design welches sich auf eine 50 Ohm Antenne bezieht. Das Referenzdesign verwendet eine S331 88mm λ/4 Antenne vom Antennenbauer Nearson. Wir möchten für unseren Prototypenbau eine preiswertere Lösung finden. Koax? Drahtstück? Anfängerfragen: -------------- Frage 1) Warum überhaupt eine Antenne mit 50 Ohm Impedanz? Nur weil das genormt ist oder anderer Grund? Frage 2) Das im PDF Teil ersichtliche Anpassnetzwerk hat die Aufgabe die Schaltung an die Antennenimpedanz von 50 Ohm anzupassen um die in der Nachrichtentechnik bekannte Leistungsanpassung zu erzielen? Richtig? Frage 3) Weiters hat die Anpassschaltung die Aufgabe Blindleistungsanteile durch invertierenden Gegenanteil aufzuheben um rein ohmsch zu wirken!? Richtig? Frage 4) Wie kann man eine 88mm lange Antenne mit 50 Ohm Impedanz selbst bauen? Ein einfaches 50 Ohm Koax-Kabel auf 88mm abschneiden? Welche Durchmesser müsste das haben? Oder bin ich total auf dem falschen Weg? Frage 5) Wenn man das ganze mit einem doppelseitigen Layout erstellt, so soll die 2 Seite sehr viel Massefläche haben, am besten mit Durchkontaktierungen bei jedem Bauteil welches mit Masse verbunden ist. Richtig? Frage 6) Lötet man die selbstgebastelte λ/4 Antenne dann einfach mit einem dicken Lötpatzen auf die Platine auf? Wie groß sollte der Lötpatzen sein? 1cm² 2cm²? Frage 7) Muss auf der anderen Seite der Platine, unterhalb der Antenne, eine große Massefläche sein? Frage 8) Da bei 868Mhz die Leitungslängen auch bereits eine Rolle spielen, so kann ich die Antenne wohl nicht nach Lust und Laune platzieren!? Angenommen 5cm vom CC1101 entfernt oder doch lieber 10cm? Kurz: Was muss man bezüglich der Leitungslängen beachten? Frage 9) Was muss man bezüglich der Leitungsdicken beachten? Entschuldigt die Anfängerfragen, jedoch Ihr könnt Euch vorstellen, wenn man soetwas zum ersten mal in der Praxis durchführt... Vielen Danke für Eure Antworten Raphael PS: Eigentlich könnte man Reichweiten von ca.200m erreichen. (Freifeld) Mit 80 Metern sind wir auch schon zufrieden! Indoor von einem Raum mit kleiner, dünner, nicht massiver Wand in den anderen und wir sind glücklich. Das wichtigste ist die Funkkommunikation funktioniert auf kurze Distanzen. Schade wäre nur, wenn das ganze so falsch von uns angegangen würde, sodass es überhaupt nicht funktioniert. Deswegen die Fragen an Euch Experten! Danke!
Hallo, > Wir möchten für unseren Prototypenbau > eine preiswertere Lösung finden. Koax? Drahtstück? Wenn es ungerichtet sein soll eine Groundplane mit drei oder vier Radials im Winkel von ca. 135° (genauen Wert bitte nachschlagen) ergibt eine Antenne mit 50Ohm Fußpunktimpedanz die unsymetrisch gespeist wird. > Frage 1) > Warum überhaupt eine Antenne mit 50 Ohm Impedanz? Nur weil das genormt > ist oder anderer Grund? Weil es ein guter Kompromiss zwischen allen technischen Parametern ist. Deswegen ist es zum Quasistandard geworden. > Frage 2) > Das im PDF Teil ersichtliche Anpassnetzwerk hat die Aufgabe die > Schaltung an die Antennenimpedanz von 50 Ohm anzupassen um die in der > Nachrichtentechnik bekannte Leistungsanpassung zu erzielen? Richtig? Ja. Ausserdem filtert es noch die Oberwellen aus der PA. Und dann ist es auch noch ein diskreter Balun um das differentielle/symetrische Signal zu einem unsymetrischen zu machen. > Frage 3) > Weiters hat die Anpassschaltung die Aufgabe Blindleistungsanteile durch > invertierenden Gegenanteil aufzuheben um rein ohmsch zu wirken!? Ja. Auch das. Aber sicher auch eine Transformation des Realanteils der Ausgangsimpedanz. Die ist nämlich bei den üblichen FET-PAs niedriger als 50 Ohm. Oft - hier aber nicht - auch zur DC Versorgung des Endstufentransistors. > Frage 4) > Wie kann man eine 88mm lange Antenne mit 50 Ohm Impedanz selbst bauen? Siehe oben. Am Besten eine Groundplane oder eine (Bi) Quad wenn es gerichtet sein soll. > Ein einfaches 50 Ohm Koax-Kabel auf 88mm abschneiden? Welche Durchmesser > müsste das haben? Oder bin ich total auf dem falschen Weg? Nein. So ein Monopol hat keine 50 Ohm Eingangsimpedanz. > Frage 5) > Wenn man das ganze mit einem doppelseitigen Layout erstellt, so soll die > 2 Seite sehr viel Massefläche haben, am besten mit Durchkontaktierungen > bei jedem Bauteil welches mit Masse verbunden ist. Richtig? Ja. Idealerweise ausschließlich Massefläche. Fädeldraht ist besser als ein Schlitz in der Massefläche. > Frage 6) > Lötet man die selbstgebastelte λ/4 Antenne dann einfach mit einem dicken > Lötpatzen auf die Platine auf? Wie groß sollte der Lötpatzen sein? 1cm² > 2cm²? Das ist bei der Frequenz noch relativ egal. Aber ich würde eine SMA Buchse empfehlen und von dort mit einem kurzen Kabel an die Antenne. Macht sich auch beim Messen am NWA besser. > Frage 7) > Muss auf der anderen Seite der Platine, unterhalb der Antenne, eine > große Massefläche sein? Das kommt auf die Antenne drauf an. Beantworten kann Dir das nur der Hersteller/Designer der Antenne. Bei den kleinen Keramikantennen ist es unterschiedlich aber im Datenblatt klar geregelt. > Frage 8) > Da bei 868Mhz die Leitungslängen auch bereits eine Rolle spielen, so > kann ich die Antenne wohl nicht nach Lust und Laune platzieren!? Na wo sind denn die Grundlagen? Wenn die Leitung korrekt (reflektionsfrei) abgeschlossen ist, spielt die Länge, von den Verlusten abgesehen, keine Rolle. Ansonsten transformiert man die Impedanz durch die Fehlanpassung. Ist die Leitung sehr kurz kann man das aber vernachlässigen. > Was muss man bezüglich der Leitungsdicken beachten? Wenn Du Microstrip-Leitungen meinst hast Du ja keine Wahl. Also die 17 oder 35um in das Berechnungstool Deiner Wahl eingeben. Viele Grüße, Martin L.
Hallo Martin, erstmal vielen Dank für Deine Antworten. Richtig sicher fühlt man sich erst mit Bestätigung und so wirklich sicher, wenn die Sache funktioniert und man einige Prototypen am Laufen hat. Was den HF Teil betrifft hab ich etwas Theorie und nun kommt die Praxis. Ende dieser Woche müssen die Prototypen fertig sein, deshalb schalt die Mail-Benachrichtigung ein. Du scheinst zu wissen von was du sprichst :-) Liebe Grüße Raphael
So ein Monopol hat keine 50 Ohm. -> Ok, hab ich befürchtet :-) 1) Nur aus Interesse: Wieviele Ohm hat so ein Monopol? 2) Und nur fürs Gefühl, würde das dann schlecht gehen oder garnicht? (mit Monopol) 3) Welche Möglichkeit ausser einer Groundplane würde es noch geben? Denn die Groundplane mit ihren 4 Verzweigungen unten würde viel Platz benötigen. Was beim Prototypen kein Problem ist, aber später in einer industriellen Fertigung? Schließlich liefert TI ihre RF-Module auch nicht mit einer Groundplane aus. TI baut das ganze in USB-Stick-Größe ohne Groundplane. (Ja vermutlich mit schlechterem Sende/Empfangsverhalten, aber wieviel schlechter in Prozent ca.? Zusatz: Ich habe diese Groundplane-Technik bei der Internetrecherche eher bei größeren Systemen gesehen. Am Ende sollte das ganze annähernd USB-Stick größe haben. Ein Monopol nach oben würde in Frage kommen, aber Platz für eine Groundplane mit 4 weiteren Stäben in alle Himmelsrichtungen, das geht sich leider nicht aus. Aber jetzt für den Prototypenbau darf es ruhig etwas mit größeren Dimensionen sein. Aber leider nicht Groundplane-Dimensionen. 4) Microstrip wahrscheinlich. Und das wird nicht ganz so leicht sein nehm ich an, um als Unerfahrener auf einer 0815Platine eine 50 Ohm Microstripleitung zu schnitzen. Und wir haben bei uns in der Schule nur 0815 Standard-Leiterplatten. Also das befürchte ich bekomm ich nicht hin in 1 Woche. 5) Du hast geschrieben, ist die Leitung sehr kurz kann man das vernachlässigen. Sind 5cm sehr kurz? Ab wann ists nicht mehr sehr kurz? Und als Abschlussfrage) TI hat das Filter für 50 Ohm Antennenimpedanz dimensioniert, leider habe ich nicht die Mittel(das KnowHow) das Filter selbst für einen, sagen wir Monopol, zu dimensionieren. Wie würdest du es machen Martin? Ist die Monopollösung unmöglich? Danke für Deine Hilfe Martin Raphael
Hallo, Raphael Reu schrieb: > So ein Monopol hat keine 50 Ohm. -> Ok, hab ich befürchtet :-) > 1) > Nur aus Interesse: Wieviele Ohm hat so ein Monopol? Theoretisch bei unendlich dünnem Leiter etwa 73 Ohm. > 2) > Und nur fürs Gefühl, würde das dann schlecht gehen oder garnicht? (mit > Monopol) Es geht sogar einigermaßen gut. Der Verlust liegt bei knapp 2dB. > 3) > Welche Möglichkeit ausser einer Groundplane würde es noch geben? Fertige Antenne kaufen. Ggf. sogar welche die in Keramik mit hohem epsilon_r eingebettet sind. Die sind nämlich sehr schön klein. > Was beim Prototypen kein Problem ist, aber später in einer > industriellen Fertigung? Wollt ihr es industriell fertigen? Ich denke eher nicht, so dass das kein Problem sein sollte. > Schließlich liefert TI ihre RF-Module auch nicht mit einer Groundplane > aus. Ja - sollten sie aber vielleicht. Würde die Reichweite bestimmt vervielfachen. > TI baut das ganze in USB-Stick-Größe ohne Groundplane. (Ja > vermutlich mit schlechterem Sende/Empfangsverhalten, aber wieviel > schlechter in Prozent ca.? Prozent in was? In Feldstärke oder in Reichweite? Ich sag mal 50% oder schlechter. > Am Ende sollte das ganze annähernd > USB-Stick größe haben. Ein Monopol nach oben würde in Frage kommen, aber > Platz für eine Groundplane mit 4 weiteren Stäben in alle > Himmelsrichtungen, das geht sich leider nicht aus. Für einen Monopol fehlt aber das Gegengewicht. Jedenfalls wird es sehr undefiniert sein. Also kauft euch eine kleine Keramikantenne. Leute die das kommerziell machen entwerfen sich entsprechende verkürzte Antennen direkt auf der Platine. Dafür braucht man aber eine Menge Erfahrung und auch die geeigneten Entwurfs- und Simulationssysteme. > Microstrip wahrscheinlich. Und das wird nicht ganz so leicht sein nehm > ich an, um als Unerfahrener auf einer 0815Platine eine 50 Ohm > Microstripleitung zu schnitzen. Sie wird halt recht breit. Aber es geht schon. Wenn ihr kein 0.8mm dickes Material verwenden könnt, wäre auch eine Koplanarleitung überlegenswert. Ich benutzte zum Dimensionieren solcher Leitung w-calc. Gibts auch online als CGI Script. > Du hast geschrieben, ist die Leitung sehr kurz kann man das > vernachlässigen. Sind 5cm sehr kurz? Ab wann ists nicht mehr sehr kurz? Man sagt oft lamda/10 aber das halte ich schon für zu lang. Ich würde mir ab lamda/15 Gedanken machen und bei kritischen Sachen nicht über lamda/20 gehen. > Und als Abschlussfrage) > TI hat das Filter für 50 Ohm Antennenimpedanz dimensioniert, leider habe > ich nicht die Mittel(das KnowHow) das Filter selbst für einen, sagen wir > Monopol, zu dimensionieren. Dann solltet ihr aufpassen, dass der Filter - zur Not auch resistiv - an die 50 Ohm angepasst ist. Sonst verändert sich die Filtercharakteristik undefiniert. > Wie würdest du es machen Martin? Ist die Monopollösung unmöglich? Nein. Aber sie wird ineffizient und euch weit mehr als die halbe Reichweite gegenüber eines Dipols/GP-Antenne kosten. Siehe Funktastaturen usw. Viele Grüße, Martin L.
Danke abermals! Ich muss nun mit meiner Freundin für eine Elektronik Digitaltechnik Klausur lernen und werd später weiter forschen! THX Martin Liebe Grüße Raphael
Ja das gibts eh komfortabel zu kaufen :-) Um Platz zu sparen und trotzdem eine ordentliche Lösung zu gewährleisten werden wir wohl auf eine 50 Ohm Keramik SMD Antenne ausweichen. So passt das mit der 50 Ohm Impedanz und ich denke das ist wichtig! Die Reichweite ansich ist momentan noch sekundär und kann zu einem späteren Zeitpunkt optimiert werden. Vielen Dank Martin! Du hast uns sehr geholfen! Raphael
Haben nun über Mouser einige ANT-868-CHP-B von Linx Technologies bestellt. Um somit eine korrekte 50 Ohm Anpassung zu realisieren. Was sagst du zu dieser Chip Antenne? Frequenz: 868 MHz Bandbreite: 180 MHz Verstärkung: + 0.5 dBi Klemmenart: SMD/SMT Verpackung: Bulk Abmessungen: 0.63 in L x 0.12 in W x 0.07 in H Scheinwiderstand (Impedanz): 50 Ohms Liebe Grüße Raphael
Raphael Reu schrieb:
[...]
> Was sagst du zu dieser Chip Antenne?
Gute Wahl.
Viele Grüße,
Martin L.
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