Hallo Zusammen,
ich hätte eine kurze Frage an die HF Gurus... Ich habe eine
Reflektionsmessung einer passiven Antenne bis ca. 1.4 GHz durchgeführt.
Bei ca 915MHz ist die Antenne am effizientesten.
Nun möchte ich diese Antenne leicht tunen und quasi die Reflektionskurve
etwas weiter nach links auf ca 868MHz schieben. Genau da liegt mein
Problem.
Wie macht man sowas genau in der Praxis? In welchem Zusammenhang steht
die Kurve der Reflektionsmessung mit der f(Z) (Impedanzkurve eines
Schwingkreises bzw Resonanzkurve)???
Smith-Charts sind mir bekannt, aber angenommen mein Antennenfußpunkt hat
50Ohm und der Sender ebenfalls. Muss man da überhaupt noch "anpassen",
oder reicht eine Kapazität in Längstrichtung zur Antenne, welche sehr
niederimpedant ist bei der spezifischen Frequenz? Beim "Antennen
Anpassen" werden ja meist LC Glieder angewendet. Wie legt man die aus?
Sind das einfache Filter? Oder bilden die einen Schwingkreis erst mit
der Antennenimpedanz. Sind die 50Ohm Angaben von Herstellern reel? Oder
ist das eine Impedanz, wo der Betrag 50Ohm beträgt? Ich würde mich da
gerne näher einarbeiten, um irgendwann mal eine Antenne anständig
"angepasst" betreiben zu können. Die Messtechnik (Specki mit Generator
bis 3GHz) ist vorhanden, aber leider noch nicht das KnowHow :-/
Die Einflüsse von der Antennenlänge konnte ich am Specki schön
verifizieren, indem ich immer ein Stück vom Antennendraht gekürzt hab.
ich würde aber nun das Spektrum nicht durch kürzen oder verlängern der
Antenne schieben sondern mit Induktivitäten und Kapazitäten in der
Stripline beeinflussen wollen.
Ich würde mich über jeden Denkanstoß und jede Hilfe freuen
Besten Dank im Voraus
Gruß A.Schwarz
Naja. Die 50 Ohm der Antenne sind grosszuegigerweise so angeschrieben.
Das gilt bei der Resonanzfrequenz. Daneben geht die antenne voll auf
Reflektion.
Die antenne wurde mit einem Anpassnetzwerk so gematcht, dass bei der
Resonanzfrequenz am Anschluss 50 Ohm erscheinen.
Das bedeutet, man muss mun das Gebilde betehend aus Antenne und
Anpassnetzwerk auf 868 tunen und neu matchen.
Ich wuerd erst mal die Antennenlaenge anpassen und dann das Netzwerk.
Wenn die Reichweite weniger wichtig ist, kann man allenfalls die Laenge
sein lassen.
Besten Dank für die Antwort...
Also die Antenne ist eine Patchantenne aus Keramik. Die Länge von dieser
Antenne kann ich leider nicht ändern.
Was ich möchte, ist eine Fausformel, was beispielsweise mit dem Spektrum
passiert, wenn ich eine Spule in Längstrichtung und´n Kondensator gegen
Masse schalte. Was macht das "Anpassen" auf dem Spektrum? Würde man die
Schaltungsänderung im Spektrum als zusätzliche +-dB´s bei der
Resonanzfrequenz erkennen? Oder verschiebt sich das Spektrum? Oder wird
da etwas gedämpft? Wo kann ich nachlesen, was für ein Anpassnetzwerk ich
verwenden muss, wenn mein Modul und die Antenne ebenfalls mit 50Ohm im
Datenblatt angegeben sind? Meistens sieht man in den Referenzdesigns
trotzdem Anpassschaltungen, obwohl der Hersteller den Antennenfußpunkt
mit 50Ohm beschreibt und ein SMA Konnektor mit ebenfalls 50Ohm verbaut
hat.
Wenn die 50Ohm doch bei Resonanzfrequenz "erscheinen", ist doch der
Imaginärteil der Impedanz null, oder? Also ist bei Resonanz der Realteil
der Impedanz 50Ohm? Ich peile es nicht :-/
Wie hängt die Impedanz bzw. die 50Ohm mit dem Frequenzspektrum zusammen?
Was passiert mit dem Spektrum, wenn die Antenne nur 25Ohm hat? Kann mir
So viele Fragen... Kann mir vielleicht jemand Praxisnahe Literatur für
genau diese Thematik empfehlen?
Ich wäre euch sehr dankbar...
Gruß Andi
Aeh schrieb:> ...geht die antenne voll auf Reflektion.> ...so gematcht,> auf 868 tunen und neu matchen.
Darf ich raten? Da spricht der eingefleischte CB-Funker :-))
Ne leider nicht ;-)
In die Richtung soll es aber gehen... Ich würde mir gerne das KnowHow
aneignen, wie man beispielsweise ein Modul und eine Antenne anständig
match´t und verbindet... Wie gesagt, die Messtechnik und
Grundverständnis ist vorhanden, allerdings weiß ich absolut nicht, wie
man in der Praxis an sowas rangeht. Ich denke, ich bin da aber nicht der
einzige ;-)
Man sieht in vielen chinesischen HF-Produkten, dass die das Design nicht
durchdacht haben und später mit Lötzinn und einem SpectrumAnalyzer an
den HF-Pfad rangehen und ihre Schaltung irgendwie "anpassen". Wie macht
man das hier zu Lande?
Gruß Andi
Mit einem Netzwerkanalysator die S-Parameter des DUTs bestimmen bzw. das
Smith-Diagramm. Durch spiegeln des gewünschten Punktes (Frequenz) im
Smith-Diagramm erhälst du die nötigen Angaben um eine Leistungsanpassung
zu erzielen (Anpassnetzwerk aus Parallelschaltung bzw. Reihenschaltung
von Induktivtät Kapazität Widerstand).
Umsetzen kann man solche Anpassschaltung in vielfältigen Wegen z.B. kann
man Antennen mit einem Balun anpassen.
Zudem kann man durch Einfügen von Stichleitungen (das Smith-Diagramm
verrät dir an welcher Position der Leitung) Leistungsanpassung erzielen.
Im GHz-Bereich werden zur Anpassung Mircostrip-Leitungen auf PCB's
verwendet.
Ganz allgemein gesagt: Es kommt drauf an in welchem Frequenzbereich du
dich bewegst und was für Leistungen (beispiel: Endstufe) die
Anpassschaltung aushalten muss.
Gruss Daniel
Vielen Dank für die ausführliche Antwort.
Benötige ich für das Smith Diagramm alle S-Parameter? Ich vermute ein
Netzwerkanalysator ist momentan nicht drin. Ich habe leider nur ein R&S
Handheld bis 3GHz (sowohl Generator als auch Specki).
Reflektion/Trasmissionsmessungen sind drin, alles andere wird schwer.
Ich benötige ja quasi die genaue Impedanz am Antennenfußpunkt und die an
dem Modul. Dann kann ich das Anpassnetzwerk eigentlich "zu Fuß" mittels
komplexer Rechnung bestimmen. Nur was genau für eine Anpassung
(Reihenschaltung/Parallelschaltung) verwendet man da? Eigentlich führen
doch viele Wege nach Rom oder? Hauptsache ich lande irgendwie im
Smithchart bei der normierten 1?
Gruß Andi
Du brauchst die Ausgangsimpedanz des Moduls und die Eingangsimpedanz der
Antenne.
Das Modul möchte zur perfekten Anpassung am Ausgang mit seiner
konjugiert komplexen Ausgangsimpedanz abgeschlossen werden. Sprich: du
musst die Antennenimpedanz mittels Anpassnetzwerk eben in diese Impedanz
transformieren. Ob Reihenschaltung und / oder Parallelschaltung und ob
Kondensatoren und / oder Induktivitäten benötigt werden entscheiden in
erster Linie die Impedanzen, zwischen denen du anpassen musst.
Was wann benötigt wird, dazu am besten nochmal die Grundlagen der
Transformation mittels Smith-Chart anschauen.
Kurzes Beispiel: Deine Ausgangsimpedanz beträgt 50 Ohm.
Mit einer Induktivität in Serie drehst du dich auf der Linie der
normierten Impedanz = 1 nach oben, mit einem Kondensator nach unten.
Mit einer Induktivität parallel drehst du dich auf der Linie der
normierten Admittanz = 1 nach oben, mit einem Kondensator nach unten.
Oder nochmal als Grafik:
http://www.rfcafe.com/references/electrical/images/Smith_Chart_Tuning_Paths.png
Hey Thomas
besten Dank für die sehr verständliche Beschreibung. Genau sowas habe
ich gesucht. Die Eingangsimpedanzen der SMA Konnektoren und Antennen und
meist auch Module geben die Hersteller ja immer mit 50Ohm an. Wie genau
ist diese Angabe und wie bekomme ich die genauen Impedanzen einer
Antenne oder von einem HF Modul? Geht das nur mit einem
Netzwerkanalysator? Wie gravierend ist es, wenn man eine Microstripline
mit zb. 49Ohm aber kurzer Länge zwischen den Modulen legt. Welcher
Anteil wird reflektiert und was bedeutet das für die Schaltung? Ist die
Schaltung dann trotzdem noch "angepasst" ? Würde sich das Spektrum im
vergleich mit einer Voll angepassten Schaltung auf der Horizontalen
verschieben oder wird das Spektrum gestaucht?
Ich begebe mich gleich mal zu dem Smith Grundlagen :-)
Danke nochmal für die Mühe
Gruß Andi
@Daniel:
>Zudem kann man durch Einfügen von Stichleitungen (das Smith-Diagramm>verrät dir an welcher Position der Leitung) Leistungsanpassung erzielen.
Was meinst du mit Stichleitungen? Synonym für Streifenleitung?
Gruß Andi
Etwas vereinfacht ausgedrückt: Dein Sender gibt eine bestimmte Leistung
ab. Je besser die Antenne angepasst ist, desto mehr Leistung wird
abgestrahlt (und desto weniger wird zum Sender zurück reflektiert).
-> verbesserst du die Anpassung für eine bestimmte Frequenz, so erhöht
sich für diese Frequenz die mögliche Reichweite mit dieser Antenne
> Die Eingangsimpedanzen der SMA Konnektoren und Antennen und> meist auch Module geben die Hersteller ja immer mit 50Ohm an. Wie genau> ist diese Angabe und wie bekomme ich die genauen Impedanzen einer> Antenne oder von einem HF Modul? Geht das nur mit einem> Netzwerkanalysator?
Wenn zu den Impedanzen im Datenblatt nichts weiter steht (auch die
Diagramme anschauen!) bietet der Hersteller evtl. s-Parameter-Files der
Antenne zum Download an. Messen geht nur über einen
Vektor-Netzwerkanalysator.
Mehr oder weniger üblich ist, die Antenne auf ein s11 von < -10 dB
anzupassen. Wenn da wirklich gar nichts steht außer "50 Ohm", würde ich
eine Impedanz in dem Rahmen erwarten. Mit einem s11 von -10 dB gehen
bereits 90% der Leistung in die Antenne. Mehr Aufwand macht i.d.R.
keinen Sinn mehr (mit s11 = -20 dB wären es z.B. 99%).
s11 = 20 * log |(Z - 50) / (Z + 50)|
Mit der Formel siehst du, dass z.B. deine Fehlanpassung von 49 auf 50
Ohm ein s11 von -40 dB ergäbe (= 99,99% Leistung in die Antenne). So
eine "Fehlanpassung" würde sich jeder Entwickler wünschen :)
> Was meinst du mit Stichleitungen? Synonym für Streifenleitung?
Kapazitäten bzw. Induktivitäten können in der HF alternativ auch mit
Streifenleitungen realisiert werden:
http://de.wikipedia.org/wiki/Stichleitung
bruno schrieb:> @ Autor: Thomas K. (alerte)>> wenn du jetzt noch die db-rechnung korrekt beherschen würdest wäre die> antwort schon (fast) bruachbar...
Wenn du jetzt noch konstruktive Kritik korrekt beherrschen würdest,
könnte man dein Posting (fast) schon ernst nehmen...
Was gefällt dir daran nicht? Die Formel darfst du gerne in der
entsprechenden Fachliteratur nachlesen.
