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Forum: HF, Funk und Felder magnetfeld berechnen


Autor: andy (Gast)
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Hallo!!

Ich Habe ein paar Antennen für UHF Rfid Nahfeld Anwendungen.Jetzt soll 
ich die Magnetfeld vom diese Antenne berechnen.
Mich Interessiert besonders wie groß Magnetfeld in die Mitte ist.Es gibt 
jede menge Formel für Magnetfeld Berechnungen aber da sollte ich nun das 
strom kennen,Aber Ich Arbeite im  UHF Bereich (800MHz bis 
1000MHz)arbeite und Arbeite mit Leistung,und Strom nicht messen kann,wie 
rechnet man dann Magnetfeld.

meine Antennen Kenngröße sind;
Printspule,mit Durchmesser vom R=4mm, Leitungsdurchmesser r=1mm,Frequenz 
ist 800-900MHz,wie geht man da vor?

oder kennt jemand vielleicht Matlab-Code das mir schicken könnte.
oder Literatur Verzeichnis.

vielen Dank ich hoffe das mir jemand helfen kann.

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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ich Nix auch nichts Wissen...

Autor: Biot-Savart (Gast)
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Ohne Strom kein Magnetfeld, das ist Gesetz.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Den Strom kann man aus der Leistung rechnen.

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Wenn man die Induktivität der Spule kennt, kann man aus der Spannung an 
der Spule den Strom in der Spule berechnen. Durch eine endliche Güte der 
Spule kommt noch ein gewisser Verlustwinkel dazu. Das Problem dürfte die 
Messtechnik für 868MHz sein. Wenn es eine rein theoretische Betrachtung 
ist, wirst Du aber keine Probleme haben... Das Magnetfeld läßt sich an 
einem Punkt im Raum errechnen, indem man die Spule durch kurze gerade 
Leiterstücke ersetzt und deren Beitrag zum Magnetfeld addiert. Das Bild 
im Anhang zeigt das Ergebnis so einer Berechnung. Ist halt reine 
Theorie. Die Geometrie des Leiters bleibt z.B. unberücksichtigt.

Autor: andy (Gast)
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danke Eddy  für die Antwort,

kann man irgendwo das nachlesen wie genau geht das.Die Induktivität von 
spule ist schon bekannt.Ich versuche das ganze zeit im Matlab Code zu 
schreiben aber irgendwie klaps nicht,brauche noch ein paar richtige 
Formel..

könntest du mir etwas mehr dazu schreiben  übrigens tolles Foto..

lg

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Das hat Biot-Savart oben quasi schon deutlich gemacht, siehe:

http://de.wikipedia.org/wiki/Biot-Savart-Gesetz

gleich die erste Formel ist es.

Weiter unten werden ein paar Standardfälle gerechnet, wo Deine Spule 
evtl. fix und fertig dabei ist. Dann reicht auch ein Taschenrechner.

Autor: andy (Gast)
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Hallo!

Ich Versuche das Magnetfeld meine spule über Biot-Savart-Gesetz zu 
berechnen,aber komme leider nicht weiter und bitte um Untersützung falls 
jemand lust mir zu helfen hat.

Wie soll ich Magnetfeld im Uhf berechnen wenn ich da nicht richtige 
Betrag von dem Strom nicht kenne.

Kenngröße was ich von meinem System kenne ist:

Arbeitsfrequenz: 800-1000 MHz
Sende-Leistung:         20dbm = 0.1 watt
Antenne (kreisförmige Schleife): ca 16 nH bei 850MHz
Durchmesser:  7mm
Leitungsdicke: 1 mm

und möchte da Magnetfeld in mitten der spule berechnen wahrscheinlich 
sollte das nicht schwer sein aber ich komme einfach nicht auf richtige 
weg.

ich hoffe das mir jemand helfen kann.

ich bedanke mich
Andy

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Also. Rechne mal zu Beginn mit 1 Amp. Falls die Laenge des Drahtes 
wesentlich kuerzer wie die Wellenlaenge ist, das ist der DC Fall, 
rechnet man mit 1 Amp Konstantstrom und integriert die Vektoren auf.
Falls der Draht laenger wie ein Zehntel Wellenlaenge oder  so ist muss 
man die Phase mit beruecksichtigen. Von den Abmessungen zu schliessen, 
kann man die vorgegebene Spule noch im DC Fall rechnen.

Nachher skaliert man das Ergebnis. Die 16nF / 20dBm sind schon mal ein 
Ansatz. Daneben hat es sicher noch ein Kondensator um die Antenne 
resonant zu machen. Die Guete Q des Schwingkreises bewirkt eine 
Stromueberhoehung um Wurzel-Q.

Autor: andy (Gast)
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Hallo

Ich habe wieder eine Frage.
Ich habe die spule im Matlab mit dem Biot-Savart-Gesetz berechnet.
Ich bekomme das magnetischen Flussdichte in der Mitte vom spule B = 
1.6679e-005 und wenn ich jetzt das Magnetische Feldstärke über die 
folgende Formel H=B/mu berechne,bekomme ich das H= 13.27 A/m

Matlab-File anbei.
Zu meine Frage wie meinst du genau das ich dann das Ergebnis 16nF / 
20dBm (L/P) skaliere.

es tut mir leid aber das verstehe ich nicht ganz.

anbei Matlab-File für Magnet Feld Berechnung über Biot-Savart-Gesetz

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Sorry, es waren 16nH. Bei 850MHz ergeben dies j*85 Ohm. Haengen wir die 
Spule mit j*85 Ohm an eine Quelle, die 20dBm @50 Ohm bringt, so 
fliessen, um die 37mA peak wenn wir die 3.15V peak nehmen. Nun muesste 
man noch anpassen, lassen wir aber grad mal sein. Dh die Richtung ist 
etwa bei 37mA peak

Autor: andy (Gast)
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Hallo!

Könntest du mir vielleicht die Formell schreiben,wie kommst du genau auf 
Spannung von  3.15V.

Danke

Autor: Stokes (Gast)
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Hallo!

Ich denke mal, dass er Z=R+jX berechnet hat mit den genannten Werten 
Ri=50Ohm und X=85Ohm.
Weiters mittels I=sqrt(P/abs(Z)) den Strom und die Spannung mit 
U=sqrt(P*abs(Z)) berechnen.
Dann kommt man ziemlich genau auf die oben genannten Werte (@850MHz).

Grüße
Stokes

Autor: Stokes (Gast)
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Nachtrag:
Wenn ich den Strom berechne bekomme ich jedoch etwa 31.8mA raus --> 
U*I=100mW würde hier jedoch dann passen.

Autor: andy (Gast)
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Vielen Dank!
Ihr habt mir sehr geholfen!

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