Widerstand einer RFID Antenne

[Simon H. (der_hier)]

Hallo,
ich versuche eine Antenne für einen RFID Reader auszulegen (13,56 MHz). 
ich habe bereits zum Design der Antenne einiges hier im Forum gefunden 
(z.B. Beitrag "[H] Berechnung einer PCB Antenne" und entsprechende 
Wiki-einträge).
habe nun eine Test-Antenne mit 1,5mm² Draht gebastelt (10 Segmente, 2 
komplette Windungen, 10cm * 7 cm)
Nun kommt mein Problem dass ich die Antenne auf 50 Ohm für den Reader 
Chip bringen möchte.

Mein Ansatz war Antennenschwingkreis (parallel LC) an einen 
Frequenzgenerator anzuschließen, den auf 13,56MHz und über ein 
Osziloskop die abfallende Spannung am Antennenschwingkreis messen. Da 
der Frequenzgenerator einen Festen Innenwiderstand von 50 Ohm hat passt 
das Super zum berechnen des Schwingkreiswiderstandes.

Tja, wäre da nicht die Dimensionierung der Bauteile. Antenne hat laut 
Berechnung 1,4µH, dies ergibt einen Kondensator von ca. 0,1pF. Mein 
Oszilloskop hat allerdings laut Aufdruck schon 15pF an den Eingängen.

Ich käme bei Messungen auf diese Art auf einen Widerstand von 60 Ohm, 
klingt für mich irgendwie nicht realistisch...

[mexman (Gast)]

Simon H. schrieb:
> Tja, wäre da nicht die Dimensionierung der Bauteile. Antenne hat laut
> Berechnung 1,4µH, dies ergibt einen Kondensator von ca. 0,1pF. Mein
> Oszilloskop hat allerdings laut Aufdruck schon 15pF an den Eingängen.

Das ist wohl ein Fehler.... bei mir gibt das eine Resonanzfrequenz von 
>400MHz!

Die Antenne auf "50 Ohm  bringen " ist wohl nicht der richtig Weg.
Zumindest nicht am heissen Ende des Schwingkreises.
Ein¨Parallelschwingkreis ist naemlich hochohmig, sonst ist es keiner ;-)

Mach mal eine Anzapfung bei 1/4 oder 1/2 Windung, dann kommt das schon 
hin.
Eine Leistungsanpassung bei dieser Art Antenen beim EMPFAENGER zu machen 
ist sehr verwegen und es ist i.A. besser, die Antenne spannungsangepasst 
zu betreiben.

Gruss

Michael

[branadic (Gast)]

Hallo,

da kann man ganz verschiedene Literatur empfehlen, die das Vorgehen zum 
Anpassen vorstellt:

NXP AN144511
http://www.nxp.com/documents/application_note/AN144511_An144411.zip

oder

http://home.earthlink.net/~christrask/Wideband%20Loop%20Antenna%20Matching.pdf

oder oder oder. Der erste Link dürfte aber in etwa das sein, was du 
suchst.

branadic

[der_hier (Gast)]

mexman schrieb:
> Das ist wohl ein Fehler.... bei mir gibt das eine Resonanzfrequenz von
>>400MHz!

Wie hast du das berechnet?
Für nen parallel LC gilt doch:

$$f_0 = \frac{1}{2 \pi \sqrt {L \cdot C}}$$

mit meinen Werten:

$$\frac{1}{2\pi\sqrt{1,4 \mu \text{H} \cdot100pF}}=13,45MHz$$

und wenn ich annehme das die Kapazität des Osziloskops dazu kommt

$$\frac{1}{2\pi\sqrt{1,4 \mu \text{H}\cdot15,1nF}}=1,1MHz$$

mexman schrieb:
> Ein¨Parallelschwingkreis ist naemlich hochohmig, sonst ist es keiner ;-)
ok.... hab ich was verpasst? Ein idealer Parallelschwingkreis hat zwar 
nen unendlich hohen Resonanzwiderstand, aber in der Praxis müsste doch 
so eine Antenne mit 2 Windungen durch den sehr niedrigen 
Windungswiderstand niederohmig sein, oder?

mexman schrieb:
> Mach mal eine Anzapfung bei 1/4 oder 1/2 Windung, dann kommt das schon
> hin.

mmmh vielleicht versuch ichs auch mit nem Reihenschwingkreis... da 
jemand nen Tipp?

branadic schrieb:
> Der erste Link dürfte aber in etwa das sein, was du
> suchst.

bins mal überflogen, sieht sehr hilfreich aus. werds mir mal am 
wochenende zu Gemüte führen und schauen ob ich damit klar komme, danke

[Hannes J. (Firma: eHaJo.de) (joggl)]

der_hier schrieb:
> hab ich was verpasst? Ein idealer Parallelschwingkreis hat zwar
> nen unendlich hohen Resonanzwiderstand, aber in der Praxis müsste doch
> so eine Antenne mit 2 Windungen durch den sehr niedrigen
> Windungswiderstand niederohmig sein, oder?

Genau, wenn du ihn mit deinem Multimeter misst ist der 
Windungswiderstand genau etwa 0,0x Ohm, also genau der Widerstand den 
die Kupferleitung hat.
Darum gehts aber nicht, Für die Resonanzfrequenz ist der Widerstand 
ideal unendlich hoch, weil das Ding halt keine Kupferwindung sondern 
plötzlich ne Spule ist...

[Simon H. (der_hier)]

joa, ich dachte nur man kommt dann in nen normalen Bereich von Ohm (also 
keine K- oder M-Ohm).

Bei genauerer Betrachtung über Formel

$$Z=\frac{L}{R_{L}\cdot C}$$

müsste er recht hoch sein da mit meinem L und C sich ergibt

$$Z=\frac{14000}{R_{L}}$$

also mit kleinem Rl noch größer, zu meinen 50Ohm komm ich wohl nur über 
Reihenschwingkreis...

[wissender (Gast)]

Der Schwingkreis sollte ausreichend bedämpft werden, damit die 
Modulationsseitenbänder der Kommunikation nicht zu stark bedämpft 
werden.
Eine Güte von ca. 10 -20 würde ich dabei vorschlagen. Realisierbar z.B. 
über einen Parallelwiderstand zum Antennenschwingkreis.
Die Anpassung kann man wie einer der Vorredner empfahl entweder induktiv 
(z.B. Spulenabgriff) oder auch kapazitiv z.B. über einen aufgeteilten 
Kondensator realisieren.

[RFIDi (Gast)]

Bei Texas Instruments gibts RFID-Antenna-Cookbook.

Ohne Impedanzmessbrücke oder empfindliches SWR-Meter
wird das aber nichts.

Ganz oben im Bild sitzt der Trimmer zum Abgleich
parallel mit dem Bedämpfungswiderstand (ca. 10k).

[Simon H. (der_hier)]

Also, nur mal so als Tipp für alle die auch gern mal mit rfid 
rumexpirementieren wollen, meine Antenne hab ich zum testen so 
ausgelegt: Antenne gebastelt, Induktivität über Formel bestimmt. 
Reihenschwingkreis mit berechnetem C aufgebaut. In zu- und 
Abgangsleitung nen 25 Ohm Widerstand. Fertig und funktioniert.