Hallo Allerseits, obwohl ich eigentlich schon länger im Thema drin bin, habe ich mal eine ganz grundlegende Frage zum Matching von Antennen. Stehe da etwas auf der Leitung. Konkretes Beispiel: Ich habe eine Patch Antenne, welche ich bei 866MHz mit Z= 48Ohm-8j am Network Analyzer Messe. Ich kann das relativ gut matchen, indem ich 33nH parallel zur Antenne hänge. Frage: Durch das Matching sieht das Smith-Diagram und S11 jetzt natürlich sehr nett aus, aber die eigentliche Resonanzfrequenz des Patches und die Impedanz am Feed habe ich doch gar nicht verändert? Oder? Damit hat sich die Antennencharakteristik also eigentlich auch nicht verändert? Richtig? Ist es also nicht viel Besser die Geometrie/Umgebung der Antenne zu ändern, um durch das Tuning die Anpassung zu verbessern? Schlussfolgern würde ich daraus, dass eine (Single-Band) Antenne, die ohne Matching-Network auskommt, immer besser sein muss, als eine mit - richtig? Gruß, Nikias
Richtig. Das Matching dient ja nur dazu, dass die Senderendstufe bzw Empfängereingangsstufe möglichst saubere 50 Ohm reell "sieht". Sendeendstufen akzeptieren ( bei vernünftigem Schaltungsdesign ) keine zu starke Fehlanpassung und regeln in so einem Falle die Sendeleistung herab, oder schalten komplett aus. Mit dem Matching tut man also haupsächlich dem Sender einen Gefallen.
@Stefan - Danke für die Bestätigung. Nächste Frage: Wie bekomme ich dann die eigentliche "echte" Resonanzfrequenz des Patches raus? Gehe ich richtig in der Annahme, dass dies im Smith-Diagramm auf dem 1-Kreis (keine komplexen Anteile) liegt? Also im Angehängten Bild, dort wo der Marker sitzt? Gruß, Nikias
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N. K. schrieb: > Ich habe eine Patch Antenne, welche ich bei 866MHz mit Z= 48Ohm-8j am > Network Analyzer Messe. Das ist doch schon nahezu ideal. Wenn du da ein wenig mit der Hand daneben wedelst, kann die genausogut bei 50 Ω reel rauskommen oder aber eben irgendwoanders. N. K. schrieb: > Gehe ich richtig in der Annahme, dass dies im Smith-Diagramm auf dem > 1-Kreis (keine komplexen Anteile) liegt? „Keine komplexen Anteile“ ist die waagerechte Mittellinie. Der 1er Kreis ist der, bei dem |Z| = Z0 ist.
@Jörg: Sorry, hab mich nicht präzise ausgedrückt. Frage war ob der Z0 1-Kreis für mich bedeutet, das keine komplexen Anteile am Feedpunkt des Patches vorhanden sind - dort also die "echte" Resonanzfrequenz des Patches liegt. Alles was es dann komplex macht, ist der Feed selbst bzw seine Position? Richtig? Gruß, Nikias
N. K. schrieb: > Frage war ob der Z0 1-Kreis für mich bedeutet, das keine komplexen > Anteile am Feedpunkt des Patches vorhanden sind - dort also die "echte" > Resonanzfrequenz des Patches liegt Nö, die Aussage, ob die Antenne „von Natur aus“ passt oder per Anpassung dahin gezogen worden ist, kannst du aus dem Smith-Diagramm nicht treffen. Auch dein Sender könnte zwischen diesen beiden Zuständen ja nicht unterscheiden.
@Jörg: Ich habe keine Chance per VNWA-Messung die echte Resonanzfrequenz des Patches zu ermitteln? Gruß, Nikias
Meiner Meinung nach nicht. Aber um auf die Eingangsfrage zu kommen: N. K. schrieb: > Schlussfolgern würde ich daraus, dass eine (Single-Band) Antenne, die > ohne Matching-Network auskommt, immer besser sein muss, als eine mit - > richtig? Das würde ich nicht unterschreiben. Ein 50-Ω-Widerstand hat eine ideale Anpassung, aber als Antenne taugt er überhaupt nicht. Anpassung ist halt nicht alles, sondern sie dient nur dem Zweck, dass der Sender seine Energie da vernünftig hin bekommt. Für eine Antenne ist vor allem wichtig, dass sie ordentlich abstrahlt. Klar, wenn man eine Antenne aus ziemlich extremen Werten „wegziehen“ muss, dann verheizt man in den Verlusten des Anpassnetzwerkes Energie, damit wird zwangsweise die Antenne schlechter. Aber ansonsten ist ein Anpassnetzwerk nicht per se schlecht. Zwei weit verbreitete Antennen, die man gern nimmt, und die immer mit Anpassnetzwerk betrieben werden, sind die HB9CV und die 5/8 lambda. Letztere hat einfach keine resonante Länge, wird aber gern als Vertikalstrahler wegen ihres flachen Abstrahlwinkels genommen. Die HB9CV ist zwar resonant, aber durch die phasenverschobene Speisung des Reflektors bringt sie eine Reaktanz ein, die man durch einen Serienkondensator wegstimmt.
Stefan M. schrieb: > Das Matching dient ja nur dazu, dass die Senderendstufe bzw > Empfängereingangsstufe möglichst saubere 50 Ohm reell "sieht". Nicht 50 Ohm sondern den geeigneten Wellenwiderstand! Es können auch 60, 75 oder 120 Ohm sein! Also nicht auf die 50 versteifen!
Alex W. schrieb: > Nicht 50 Ohm sondern den geeigneten Wellenwiderstand! Genauer: Lastwiderstand. Ein Wellenwiderstand kommt erst ins Spiel, wenn eine Leitung zwischen beiden ist. Aber im Prinzip werden wir uns da alle einig sein, und zumeist sind das halt 50 Ω.
N. K. schrieb: > Ich habe keine Chance per VNWA-Messung die echte Resonanzfrequenz des > Patches zu ermitteln? Eins fällt mir noch ein: ich denke, wenn man man im dargestellten Diagramm die Kurve noch so nach links oben verschoben bekommt, dass der Marker durch den 1er Punkt in der Mitte geht, dann hat man eine Resonanzstelle; weicht die Frequenz in eine Richtung ab, wird die resultiende Impedanz kapazitiv, weicht man in die andere ab, wird sie induktiv. Allerdings ist das halt eine Messung einer HB9CV mit ihrem typischen Serienkondensator.
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@Jörg: Offen gestanden verstehe ich deinen letzten Post nicht so ganz. Ganz allgemein: Wie komme ich denn Messtechnisch die "echte" Resonanz des Patches zu fassen? Ich habe einen VNWA mit Time-Gating. Ich habe damit versucht das Gate auf "hinter" den Feed zu legen. Irgendwie werde ich daraus aber nicht wirklich schlau. Gruß, Nikias
N. K. schrieb: > Frage: Durch das Matching sieht das Smith-Diagram und S11 jetzt > natürlich sehr nett aus, aber die eigentliche Resonanzfrequenz des > Patches und die Impedanz am Feed habe ich doch gar nicht verändert? Resonanz ist dort wo der Imaginärteil null wird. Und das Gesamtgebilde ist nun Deine neue Antenne (in jeder praktischen Hinsicht!). Natürlich hat sich jetzt die Richtcharakteristik etwas verbogen und die Speiseleitung (nur der Teil zwischen Anpassung und Antenne, falls überhaupt vorhanden) strahlt jetzt auch ein klein wenig und trägt damit je nach Länge ebenfalls ein klein wenig dazu bei die Keulen ein kleines bisschen zu verbiegen aber die Antenne an sich (Das untrennbare Gebilde aus Anpassung und Strahler) ist nun perfekt(!) angepasst, alle Leistung wird 100% abgestrahlt, nichts läuft zurück. Problematisch ist sowas nur wenn Du zum Beispiel die Antenne auf dem Dach hast und die Matchbox auf dem Tisch steht und dazwischen noch Zwölf Meter Fuffzich Kabel quer durch die Wohnung auf dem sich nun stehende Wellen befinden (auch auf dem Außenleiter) und das ganze (alle Teile nach der Matchbox) also in Wirklichkeit zusammen eine große Antenne bilden mit mehreren strahlenden Elementen von denen eines das Kabel ist das quer durch die Wohnung geht. Der Sender sieht eine perfekt angepasste Antenne aber die Antenne selbst hängt zur Hälfte in der Wohnung und das Kabel sollte man auch nicht mehr anfassen. Aber wenn die Anpassung direkt am Speisepunkt des Stahlers erfolgt dann ist alles OK.
@Bernd K. Aus Sicht des Senders ist das sicher richtig, das der Fall der Resonanz "eindeutig" ist. ABER: Für die (gesamte) abgestrahlte Leistung bist du dir da sicher? Wenn ich dich richtig verstehe, kann ich im Prinzip ganz auf die geometrische Optimierung des Patches verzichten - ganz blöd gesprochen geht auch ein Teelöffel - ich muss ihn nur richtig an 50 Ohm Matchen ??? Weshalb wird dann so viel an den Antennen optimiert? Gruß, Nikias
Bernd K. schrieb: > Anpassung direkt am Speisepunkt des Stahlers Vermutl. im Extremfall ratsam, z.B. bei stark verkürztem Strahler wie hier: Beitrag "Frage zur Spitzenspannung am Fußpunkt einer Vertikalantene"