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Forum: HF, Funk und Felder Mäanderförmige Antenne


Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Hallo da draußen,

in Verbindung mit einem RFM12-Modul wollte ich eine Platinenantenne 
verwenden. Da ich für einen gestreckten Leiterzug keinen Platz habe, 
wollte ich diesen mäanderförmig ausführen, also hin und her mit runden 
Ecken ;-). Sicherlich ergibt sich gegenüber dem gestreckten Leiterzug 
eine Veränderung von Abstrahlungs- oder Empfangsverhalten. Hat jemand 
damit Erfahrung? Vielen Dank für eventuelle Vorschläge.

TravelRec.

Autor: Maxwell (Gast)
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www.cst.com

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Schön, aber das macht mich nicht wiklich froh. Ich bräuchte nur ein paar 
Aussagen über die Veränderung der Resonanz gegenüber einem gestreckten 
Leiter gleicher Länge und solcherlei Dinge. Es geht um eine Billiglösung 
und diese soll nicht unbedingt schlechter funktionieren, als die 
Variante mit gestrecktem Antennendraht. Ich habe keine Erfahrungen im 
Antennenbau, komme aber mit der Elektronik gut klar.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:

> Es geht um eine Billiglösung
> und diese soll nicht unbedingt schlechter funktionieren, als die
> Variante mit gestrecktem Antennendraht.

Aha, also ein Perpetuum Mobile. :-)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Nein, nicht wirklich. Wo genau liegen denn die Nachteile beim Mäander?

Autor: Maxwell (Gast)
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Nimm eine Chipantennen wenn du keinen Platz hast, alles andere wirst du 
ohne viel Probieren oder die entsprechenden Feldsimulatoren nicht 
hinbekommen

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Dies wäre mein Testmodell.

Autor: Maxwell (Gast)
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Stell doch mal die Gerberdaten vom reinen Mäander ein, ich schau dann 
mal... was CST dazu sagt

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Öööh bitteschön.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:

> Wo genau liegen denn die Nachteile beim Mäander?

Dass eine verkürzte Antenne halt immer Wirkungsgrad einbüßt.  Das
widerspricht deiner Bedingung "soll nicht schlechter sein".

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Dass eine verkürzte Antenne halt immer Wirkungsgrad einbüßt.

Der gewundene Leiterzug ist genau so lang wie der gestreckte Draht: 
Lambda/4.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:
>>Dass eine verkürzte Antenne halt immer Wirkungsgrad einbüßt.
>
> Der gewundene Leiterzug ist genau so lang wie der gestreckte Draht:
> Lambda/4.

Du willst aber nicht irgendwie ein Stück Draht haben, sondern eine
Antenne.  Du kannst den Draht auch zur Spule aufwickeln, auch dann
bleibt er genauso lang, aber seine Antennenwirkung ist noch geringer.

Der Punkt ist, dass eine Antenne Energie aus dem EM-Feld aufnehmen
soll (bzw. welche in ein solches abgeben), dazu muss sie zwingend
eine flächige Ausdehnung haben.  Das verlangen die Gesetze der
Physik.

Daher schrieb ich auch von einem perpetuum mobile.  Eine Antenne,
die keine Baugröße haben soll aber trotzdem vernünftigen Gewinn,
gibt es nicht.

Der sinnvollste Kompromiss ist dir bereits genannt worden (Keramik-
bzw. Chip-Antennen), aber es ist und bleibt ein Kompromiss.  Je
nach Ausführung kannst du Glück haben, eine zu finden, die vielleicht
so 0...1 dBi "Gewinn" hat, aber das ist gegenüber den 2,15 dBi Gewinn
eines Halbwellendipols halt immer noch ein Verlust.  Die meisten
Chip-/Keramikantennen bei diesen Frequenzen sind allerdings noch
schlechter.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Aha. Jetzt mal rein aus der Praxis gesprochen: meinst Du, daß der 
Mäander viel schlechter ist, als sein gestrecktes Aquivalent?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:
> meinst Du, daß der
> Mäander viel schlechter ist, als sein gestrecktes Aquivalent?

Ist die Frage, wieviel für dich "viel" ist. ;-)  Und natürlich,
wie weit du ihn stauchst.  3 dB auf beiden Seiten verloren ist
eine Halbierung der Reichweite.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

ohne dB: meine RFM02 mit -6dB Sendereinstellung und frei stehenden 
Drahtantennen kommen hier kreuz und quer durch ein Wohnhaus im 2. Stock 
einschließlich Keller zuverlässig an einem RFM12-Empfänger mit 1cm 
Antenne an. Der eine Zentimeterist war eine Drahtbrücke auf dem 
Steckbrett wo der Antennendraht rausgefallen war.

Mit irgendwie "zusammengerollter" Antenne am Sender und voller 
Sendeleistung kommen am Empfänger (3m, 2 dünne Wände, 
Gefrierfachisolierung) nur mit der 17cm Drahtantenne die Pakete sauber 
an.

Es hängt also sehr von Deiner Anwenung an, ausprobieren?

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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;-)


aber es muss doch irgendwie möglich sein aus nichts alles herraus zu 
bekommen...

ganz einfach ohne Physik oder Wellen oder Formeln oder gar Mathematik 
nur ganz einfach

/;-)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Ich wollte keine Grundsatzdiskussion auslösen, sondern nur fragen, ob 
jemand Erfahrung mit gefalteten 870Mhz-Antennen hat. Probieren werde ich 
es morgen ohnehin - heute hat die Zeit zum Ätzen nicht mehr gereicht. 
Ich berichte, wie es ausgegangen ist.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Nun, es reicht nicht, die 35 cm Leitungslänge nur "irgendwie" zu
mäandern...  Du willst das Ganze am Ende für 434 oder 868 MHz ja
wieder resonant haben und an den Sender angepasst.  Andernfalls
büßt du u. U. noch viel mehr an Leistung ein.  Das epsilon_r des
Platinenmaterials geht da auch noch mit ein.

Wie meistens gibt's da zwei Möglichkeiten: probieren und dann an
den Leiterzügen herumkratzen und dabei mit einem NWA messen, oder
vorher simulieren.  Beides nicht ganz unaufwändig.

Klar, wenn du noch ...zig dB Reserve im Budget hast, ist das alles
wurscht.  Dann brauchst du aber auch gar nicht erst mäandern,
sondern einfach nur Leiterzüge nehmen, die halt kürzer als lambda/4
sind.  Ist dann ziemlich schnuppe, grob gerechnet zählt erst einmal
die (wirksame) Fläche, die vom Feld durchsetzt wird.

Autor: Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)
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Lambda/16 ist auch eine option und eine Variable Dachkapazität am 
Prototyp macht die Sache abstimmbar.

Autor: Klaus (Gast)
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Simulier die Antenne doch einfach, dann hat das rumgerate auch ein Ende.

http://rze-falbala.rz.e-technik.fh-kiel.de/~splitt...
http://www.nec2.org/

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Klaus schrieb:
> Simulier die Antenne doch einfach, dann hat das rumgerate auch ein Ende.

Oder ich baue sie auf und teste sie. Geht schneller ;-)

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:
> Oder ich baue sie auf und teste sie.

Wenn du sie dabei aber nicht messen kannst, weißt du höchstens,
ob sie als ohmscher Widerstand arbeitet (also alle Leistung
verheizt) oder nicht...  Eine wirkliche Aussage über die Qualität
bekommst du dann höchstens noch durch Vergleich, wenn du eine
Funkstrecke aufbauen kannst, die mit einer anderen Antenne schon
grenzwertig ist.

Autor: hahalol (Gast)
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Oder wenn sein Empfänger eine RSSI-Anzeige hat.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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hahalol schrieb:
> Oder wenn sein Empfänger eine RSSI-Anzeige hat.

Meist sind die Dinger aber nur Schätzeisen, wenn man Glück hat sind
sie in 3-dB-Schritten gestuft.  Der Unterschied seiner Mäander zu
einem lambda/4-Stab, dem die Groundplane darunter fehlt, wird aber
kaum 3 dB übersteigen.  Er wird also bestenfalls erfahren, ob die
Antenne besonders miserabel ist ;-), aber dann weiß er immer noch
nicht, ob sie generell nichts taugt oder ob sie einfach nur etwas
weit seitab einer Resonanz betrieben wird.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Look here ;-) : Beitrag "Re: Preisgünstiger Heizungsregler bei Praktiker"

Funktioniert durch 3 Wände auf 25 Meter einwandfrei. Weitere Tests 
folgen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:
> Funktioniert durch 3 Wände auf 25 Meter einwandfrei.

Was trotzdem noch nicht viel besagt, solange man keinen Vergleich
hat.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Wie gesagt, ich teste noch ;-) Als Vergleich verwende ich einen 
gestreckten Draht mit 83mm Länge.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:
> Als Vergleich verwende ich einen
> gestreckten Draht mit 83mm Länge.

Wenn der keine Massefläche drunter hat (von mindestens lambda/2
Durchmesser), ist dieser Draht ein Gebilde mit ziemlich
undefinierbarem Verhalten.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Der Draht ist aber eine für dieses Modul vorgesehene Antenne und wird 
mitgeliefert. Das Modul selbst hat eine Massefläche und der 
Heizungsregler sollte als Gegengewicht taugen.

Autor: horst (Gast)
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Nur 3dB zwischen einer irgendwie mäanderten Antenne und der vorgesehenen 
geraden Antenne? Ich würde mal behaupten, wenn man es schlecht trifft, 
strahlt da überhaupt nichts mehr, bzw. fast nichts. Und das mäandern 
bringt ungefähr gleich viel, wie wenn man die Antenne einfach auf die 
selbe Dimension kürzt.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:
> Das Modul selbst hat eine Massefläche

von 35 cm Durchmesser?  (Weiß nicht, du schreibst nicht, ob du auf
434 oder 868 MHz arbeitest.)

Nur "ein Stückchen Blech" drunter ist relativ wirkungslos.  Die
kompletten Strahlungseigenschaften hängen dann ganz stark von der
Umgebung ab, oder anders ausgedrückt, das ist alles säuisch
"handempfindlich".

Besser wird das nur mit symmetrischen Antennen, aber da musst du
dann wieder den asymmetrischen Antennenaus-/-eingang entsprechend
mit einem Balun ankoppeln.

horst schrieb:
> Ich würde mal behaupten, wenn man es schlecht trifft,
> strahlt da überhaupt nichts mehr, bzw. fast nichts.

Nö, UHF abzuschirmen ist sehr viel schwerer als sie abzustrahlen. ;-)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Jörg Wunsch schrieb:
> von 35 cm Durchmesser?  (Weiß nicht, du schreibst nicht, ob du auf
> 434 oder 868 MHz arbeitest.)

870Mhz um genau zu sein ;-)

>Besser wird das nur mit symmetrischen Antennen, aber da musst du
>dann wieder den asymmetrischen Antennenaus-/-eingang entsprechend
>mit einem Balun ankoppeln.

Naja, genau das will und kann ich nicht, weil die RFM12 bereits eine 
Antennenanpaßschaltung drauf haben und asymmetrisch auskoppeln.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Travel Rec. schrieb:

> 870Mhz um genau zu sein ;-)

Glaub' ich dir nicht, denn das ist das Ende des SRD-Bandes. ;-)

OK, dann muss die Scheibe nur noch 18 cm Durchmesser haben.

(symmetrische Antenne)

> Naja, genau das will und kann ich nicht, weil die RFM12 bereits eine
> Antennenanpaßschaltung drauf haben und asymmetrisch auskoppeln.

Einen Balun kann man trotzdem noch dazwischen schalten, denn das ist
ja erstmal nur ein Symmetrierübertrager.  Die Fehlanpassungen der
Antenne werden dabei (in Grenzen) durchgereicht, sodass selbst die
Anpassschaltung im RFM12 (die ja aus ein paar zuschaltbaren Cs
besteht) noch wirken würde.

Ist halt die Frage, ob man das braucht.  Der symmetrische
Halbwellendipol ist ja erst einmal eine Art Standardantenne. Zur
asymmetrischen Monopol-Antenne (auch Marconi-Antenne) kann und darf
man den nur dann ohne Einbuße an Leistungsfähigkeit nur dann
halbieren, indem man die andere Hälfte durch eine gut leitende
Erdfläche ("ground plane") ersetzt, die dann mindestens den Radius
lambda/4 haben muss.  Wenn man einfach nur "ein Stück Draht in die
Luft hält", wird das zwar auch strahlen, aber eben irgendwie und
irgendwohin.

Kurzum, wenn dir das Ergebnis genügt, dann nimm es.  Wie schon jemand
schrieb, statt der Mäander hättest du genauso gut einen Leiterzug
gleicher Länge wie die derzeitige Gesamtausdehnung nehmen können, das
hätte ähnlich gut und ähnlich schlecht funktioniert.

Wenn du was besseres brauchst, dann erinnere dich nochmal an die
Chipantenne.  Die wird es bei kleineren Abmessungen auf insgesamt
bessere Ergebnisse bringen, da sie dann wenigstens wieder optimal
angepasst ist.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Danke für die Tips. Die RFM12 laufen natürlich auf 869,500 Mhz :-P

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