Richtwirkung und Eingenschaften einer Standard PCB-WLAN-Antenne

AntAnfänger Gast #5214348
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Bei vielen 2.4GHz-WLAN-Geräten oder auch Modulen ist auf dem PCB nahezu 
die gleiche Antenne aufgedruckt, wie z.B. beim ESP-01 Modul:
https://heise.cloudimg.io/width/700/tjpeg.q75.webp-lossy-75.foil1/_www-heise-de_/developer/imgs/06/1/8/3/3/8/3/9/esp-01-8c5070df6a90ae22.jpeg

Ich weiß wenig über Antennen und würde gerne folgendes erfahren:

1) Welche Richtwirkung hat diese Antenne?

2) Ist die Richtwirkung beim Senden und Empfangen die gleiche?

3) Spielt es eine Rolle, ob und wie oft der Leiter im Zickzack gefaltet 
ist?

4) Kann mir jemand vielleicht ein bischen wortreicher etwas dazu 
erklären oder auf eine Website verweisen, die nicht gleich alle Antennen 
der Welt behandelt?

Über eine Antwort auf die ersten beiden Fragen würde ich mich schon 
unglaublich freuen.
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Dirk S. (Firma: Messtechnik Mittelstand) #5214600
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Mahlzeit
Diese Art von Antennen verdienen den Namen eigentlich garnicht. Aber sie 
funktionieren im Rahmen ihrer Möglichkeiten.
Eine Richtwirkung ist kaum gegeben. Verhält sich in etwa wie ein 
Kugelstrahler.
Richtwirkung (Gewinn) einer Antenne ist in beide Richtungen gleich.
Der ZIgZag ist ne reine Platzfrage abhängig von der Wellenlänge. Die 
Dinger sollen wohl einen Lambda 1/4 Strahler darstellen, für die etwa 
3cm ist aber kein Platz.
Wie schon Gesagt ein schlechter Kugelstrahler ... aber meist 
ausreichend.
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AntAnfänger Gast #5214956
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Danke Dirk!

Diese Antennen sind ja typischerweise an eine oder sogar zwei Ecken 
einer Platine gelegt und auf der Rückseite ist die Massefläche 
entsprechend verkleinert (z.B. beim ESP-01 um 6mm), um das Funksignal 
möglichst wenig abzuschatten.

Aber der Rest der Platine sollte nach meinem Verständnis die 
Kugelcharakteristik deutlich einbeulen, oder sehe ich das falsch?

Außerdem, vielleicht eine triviale Frage, aber:
"2) Ist die Richtwirkung beim Senden und Empfangen die gleiche?"
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Dirk S. (Firma: Messtechnik Mittelstand) #5214969
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> Aber der Rest der Platine sollte nach meinem Verständnis die
> Kugelcharakteristik deutlich einbeulen, oder sehe ich das falsch?
Alles in der Umgebung beeinflusst die Abstrahlung. Platine, Gehäuse, 
Basteltisch und DU! Die Kugel wird also eher eine Kartoffel sein.

> Außerdem, vielleicht eine triviale Frage, aber:
> "2) Ist die Richtwirkung beim Senden und Empfangen die gleiche?"
Wie schon geschrieben ... der Welle ist die Richtung egal.
Senden/Empfangen ... gleich!
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AntAnfänger Gast #5214990
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OK, danke für die Antworten.

Mir fehlt nun eigentlich nur noch etwas wortreicherer Lesestoff, damit 
ich tieferes Verständnis entwickeln kann, insbesondere was die 
Beeinflussung der Richtcharakteristik angeht.
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Lars Gast #5216381
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AntAnfänger schrieb:
> 1) Welche Richtwirkung hat diese Antenne?
>

Das ist eine Art der "Inverted F Antenne". Ist recht weit verbreitet 
auch in div. AppNotes z.B. von TI. Da findest du auch Richtdiagramme 
usw. die Effizienz liegt bei den meisten PCB Antennen im Bereich um die 
40% (trotz gelungener Anpassung)

http://www.ti.com/lit/an/swra117d/swra117d.pdf

http://www.cypress.com/file/136236/download


> 2) Ist die Richtwirkung beim Senden und Empfangen die gleiche?

Bei Antennen spielt es grundsätzlich keine Rolle ob sie Senden oder 
Empfangen. (Engl. "Reciprocity")

> 3) Spielt es eine Rolle, ob und wie oft der Leiter im Zickzack gefaltet
> ist?

Ja und nein. Um eine halbwegs geeignete Impedanz hinzubekommen braucht 
die Antenne eine gewisse Länge (z.B. Labda/4). Man mäandriert 
(Zick-Zack) die Leiterbahn um Antennenlänge zu sparen. Du könntest das 
auch gerade machen (google "Inverted F Antenna"). So im Zick-Zack nennt 
man sie manchmal "Meandered Inverted F Antenna.

> 4) Kann mir jemand vielleicht ein bischen wortreicher etwas dazu
> erklären oder auf eine Website verweisen, die nicht gleich alle Antennen
> der Welt behandelt?

Hier ein bisschen wortreicher (und mathematischer) generell für den 
Antennentyp (Planare Patchantennen) 
http://www.antenna-theory.com/antennas/patches/pifa.php
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