Hallo Zusammen, ich will für meinen Transceiver RFM24W von Hoperf eine möglichst kleine Antenne konstruieren. Dazu will ich bei 433,92 MHz entweder eine IFA- oder Helical-Antenne konstruieren. Leider steht diesbezüglich fast gar nichts im Datenblatt und die Applikationen von Hoperf sind auch nicht ausführlich genug. Ich habe eine sehr nützliche Application von Mircel RF Products gefunden. Hier wird auch sehr gut erklärt, welche Dimensionen ich im 433 MHz-Band für eine PCB-Helical-Antenne benötige, welche Impedanz diese Antenne im 433 MHz hat und wie eine mögliche Impedanzanpassung auf 50 Ohm aussieht (Im Anhang befindet sich ein Foto dieser Seite und auch das Datenblatt). Wie kann man eine PCB-Antenne (gedruckte Antenne) selbst erstellen. Braucht man dafür eine weitere Software oder kann man es auch mit der entsprechenden Leiterplattensoftware gestalten? Was meint Ihr, kann ich Alternativ eine Helical-Antenne kaufen und dieselbe Netzwerkschaltung anwenden, die eigentlich für die PCB-Helical-Antenne vorgesehen ist? Woher weiß man eigentlich, dass an dem Funkmodul 50 Ohm liegt und an welchem Port an dem Funkmodul müsste ich meine Netzwerkschaltung für die Impedanzanpassung anschließen? Eine weitere Alternative ist die IFA-Antenne. Diese will ich wie auf dem Foto gestalten. Meine IFA-Antenne besteht aus Kupfer hat eine Höhe von 20 mm (Bruchteil der Wellenlänge) von der Platine. Bei 433 MHz eine Wellenlängee von 173mm (Lambda/4), die ich über meine Platine (65mm * 32mm ) wickeln werde. Bei der IFA-Antenne soll es möglich sein, die Impedanz auf 50 Ohm einzustellen, in dem die Entfernung zwischen dem Einspeisepunkt und dem Kurzschlussstift angepasst wird. Dazu habe ich aber keine Formel o.ä. gefunden-. Wie kann ich die Entfernung zwischen den beiden Punkten und die Impedanzanpassung ins Verhältnis setzten? Muss ich bei einer Dicke von 1 mm auch den Verkürzungsfaktor berücksichtigen? Bezüglich der Höhe einer IFA-Antenne steht, dass es ein Bruchteil der Wellenlänge haben soll. Also spielt die Genauigkeit der Höhe keine große Rolle? Da mein Kupferdraht nicht isoliert ist, will ich deshalb die Anschlussstifte der IFA-Antenne ca. 20 mm hoch gestalten. Hier weiß ich auch wieder nicht mit welchem Pin von meinem Funkmodul ich die Antenne verbinden soll. Kann ich den 2. Kurzschlusskontakt einfach mit einem Lötpad kurzschließen, oder muss dieser Lötpad zusätzlich noch eine Verbindung zur Masse meiner Gesamtschaltung haben? Vielen Dank. Gruß Felix
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Ohe geeignete Messgeräte z.B. sowas: https://www.wimo.com/minivna-network-analyser_e.html ist das ein reines Glücksspiel ob du auf 50 Ohm Impedanz kommst. Such dir lieber eine fertige -verkürzte- Antenne. Die gibts auch bei Wimo.
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Harry L. schrieb: > Such dir lieber eine fertige -verkürzte- Antenne. Oder eine richtige Helix-Antenne mit vernünftigem Antennengewinn, allerdings nicht unbedingt small ;-) https://de.wikipedia.org/wiki/Wendelantenne
Felix schrieb: > PCB-Helical-Antenne Was soll das sein? Eine Wendelantenne ist ein dreidimensionales Gebilde, wie bekommst Du das auf eine zweidimensionale Kupferlage?
Harry L. schrieb: > Ohe geeignete Messgeräte > z.B. sowas: > https://www.wimo.com/minivna-network-analyser_e.html > > ist das ein reines Glücksspiel ob du auf 50 Ohm Impedanz kommst. Warum soll das ein Glücksspiel sein? Ich habe doch ein Datenblatt vom Hersteller über die PCB-Helical-Antenne gefunden und frage welcher Port der Eingang zum Funkmodul ist. > Such dir lieber eine fertige -verkürzte- Antenne. > Die gibts auch bei Wimo.
Wolfgang schrieb: > Harry L. schrieb: >> Such dir lieber eine fertige -verkürzte- Antenne. > > Oder eine richtige Helix-Antenne mit vernünftigem Antennengewinn, > allerdings nicht unbedingt small ;-) > https://de.wikipedia.org/wiki/Wendelantenne Soweit kann ich auch denken. Meine Antenne MUSS!!!!!! klein sein. Ich habe schon bei Microcontroller.net in diversen Foren reingeschaut und mir fällt auf, dass immer dieselben Leute einfach einen auf Besserwisser tun, anstatt zu helfen. Ich habe da um die 8 oder 9 Fragen und du kommst mir mit einer größeren Antenne oder einer Wikipedia-Seite an. Entweder helfen oder sich mal ne andere Beschäftigung suchen, in der man die Lebensfrust anderweitig rauslassen kann.
Bernd K. schrieb: > Felix schrieb: >> PCB-Helical-Antenne > > Was soll das sein? Eine Wendelantenne ist ein dreidimensionales Gebilde, > wie bekommst Du das auf eine zweidimensionale Kupferlage? Was das sein soll steht im Datenblatt des Herstellers. Anscheinend kann man auch eine gedruckte Helical-Antenne verwenden.
Bernd K. schrieb: > Felix schrieb: >> PCB-Helical-Antenne > > Was soll das sein? Eine Wendelantenne ist ein dreidimensionales Gebilde, > wie bekommst Du das auf eine zweidimensionale Kupferlage? Nicht auf eine, sondern auf zwei durch Vias verbundene Kupferlagen: http://www.radiocad.co.uk/files/2313/7285/8528/Antenna-PCB-Helical.jpg Das ist zwar nicht rund wie ein Drahtwendel, aber dennoch dreidimensional.
Felix schrieb: > Ich habe da um die 8 oder 9 Fragen und du kommst mir mit einer größeren > Antenne oder einer Wikipedia-Seite an. Mit dem Link auf den Wikipedia-Artikel wollte ich dir nur den Unterschied zwischen einer echten Helixantenne, wie sie John Daniel Kraus erfunden hat, und deinem aufgewickelten Strahler vor Augen führen. Die schönsten Designbilder mit 1/10-mm genauen Abmessungen funktionieren nur bei identischem Trägermaterial und identischem Layout, weil sonst die Anpassung und die Resonanzfrequenz weg läuft. Da hilft nur Aufbauen, Nachmessen und Redesign. Trotzdem bleibt das ein einfacher verkürzter Strahler mit tendenziel reduziertem Wirkungsgrad. C. A. Rotwang schrieb: > Das ist zwar nicht rund wie ein Drahtwendel, aber dennoch > dreidimensional. Aber nicht im Sinne einer Spule, die auf Grund ihrer Fläche eine magnetische Antenne darstellt oder einer Helix-Antenne, die auf Grund ihres Umfangs von 1/Lambda und ihren Windungen mit definiertem Abstand eine Richtantenne mit Zirkularpolarisation darstellt, sondern ein aufgewickelter Draht, damit das Gebilde nicht so lang ist - möglichst kompakt auf Kosten der Wirkung.
Wolfgang schrieb: > C. A. Rotwang schrieb: >> Das ist zwar nicht rund wie ein Drahtwendel, aber dennoch >> dreidimensional. > > Aber nicht im Sinne einer Spule, die auf Grund ihrer Fläche eine > magnetische Antenne darstellt oder einer Helix-Antenne, die auf Grund > ihres Umfangs von 1/Lambda und ihren Windungen mit definiertem Abstand > eine Richtantenne mit Zirkularpolarisation darstellt, sondern ein > aufgewickelter Draht, damit das Gebilde nicht so lang ist - möglichst > kompakt auf Kosten der Wirkung. Sicher? Ich seh da schon, das die helical PCB aufs Lambda für GHz abgestimmt ist wie eine Helix-Antenne und nicht nicht wie eine Gummiwurst im 100 MHz, bei denen die Wellenlänge sehr viel größer ist als die Windung. Aufgewickelte Drähte sind die einlagigen PCB Antennen, hier wird aber über zweilagen und vias tatsächlich ein Raum fürs innere Magnetfeld umfasst. Und die Leiterzüge bei einer helical PCB liegen auch nicht Parallel nebeneinander wie bei einem Wickel sondern ZigZiag beim Lagenwechsel wie der lang gezogene Wickel einer klassischen Helix-Antenne. Das kann man auch gut an dem oben verlinkten Beispiel sehen, hier nochmal: http://www.radiocad.co.uk/files/2313/7285/8528/Antenna-PCB-Helical.jpg Zum Vergleich das Layout einer "aufgewickelten Draht- PCB-Antenne" : https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQfjPoSfq0LL1nGqkZS9uWJ1S_moicD7XC2OtOSySx0dXWnqI7o Und für solche Antennennimmt man auch Rücksicht auf die Prinzipbedingten Inhomogenitäten im Prepreg und gestaltet das Layout so das die Matrixstruktur des Gewebes wenig Einfluss hat (ZiGZag-Führung, schräg zum Gewebe) - http://www.isola-group.com/wp-content/uploads/PCB-Material-Selection-for-High-speed-Digital-Designs-1.pdf S.29 .
C. A. Rotwang schrieb: > Nicht auf eine, sondern auf zwei durch Vias verbundene Kupferlagen: > http://www.radiocad.co.uk/files/2313/7285/8528/Antenna-PCB-Helical.jpg Ok, das hat zwar was spiralförmiges an sich aber da fehlt noch der Reflektor, der müsste links oder rechts im Bild senkrecht stehen. Außerdem wird eine Hellix nicht in der Mitte gespeist. Versteh mich nicht falsch, ich habe keinen Zweifel daran daß dieses Gebilde sich in Resonanz bringen lässt und vielleicht auch die passende Impedanz haben kann und als brauchbare Antenne wirkt (das verlinkte Bild mutet aber eher wie ein verkürzter Dipol an und wird bestimmt auch funktionieren) aber der Name ist falsch. Wer auch immer zum ersten mal auf die Idee kam dieses Leiterbahngebilde als "Helix Antenne" zu bezeichnen konnte damit nur Verwirrung stiften denn das was man landläufig unter einer Helix-Antenne versteht ist was vollkommen anderes! Eine Gummiwurst zum Beispiel ist auch keine Helix nur weil innen drin ein spiralförmig aufgewickelter Leiter steckt. Sie hat immer noch die Polarisation und ähnliche Abstrahlcharakteristik eines Lambda/4 Strahlers, sie strahlt mit linearer Polarisation (parallel zum Leiter) in einer Ebene senkrecht zum Leiter. Eine Helix strahlt gebündelt genau in die Richtung in die die Spirale zeigt (und nicht senkrecht dazu) und ist zirkular polarisiert. Also komplett was anderes. Dieses Ding aus dem Bild ist also definitiv keine Helix, genausowenig wie eine Gummiwurst eine Helix ist nur weil sich was spiralförmiges darin befindet. Es ist ein verkürzter Dipol. Die Induktivität der Leiterbahnführung bewirkt die Verkürzung.
Bernd K. schrieb: > C. A. Rotwang schrieb: >> Nicht auf eine, sondern auf zwei durch Vias verbundene Kupferlagen: >> http://www.radiocad.co.uk/files/2313/7285/8528/Antenna-PCB-Helical.jpg > > Ok, das hat zwar was spiralförmiges an sich aber da fehlt noch der > Reflektor, der müsste links oder rechts im Bild senkrecht stehen. > Außerdem wird eine Hellix nicht in der Mitte gespeist. > > Versteh mich nicht falsch, ich habe keinen Zweifel daran daß dieses > Gebilde sich in Resonanz bringen lässt und vielleicht auch die passende > Impedanz haben kann und als brauchbare Antenne wirkt (das verlinkte Bild > mutet aber eher wie ein verkürzter Dipol an und wird bestimmt auch > funktionieren) aber der Name ist falsch. Wer auch immer zum ersten mal > auf die Idee kam dieses Leiterbahngebilde als "Helix Antenne" zu > bezeichnen konnte damit nur Verwirrung stiften denn das was man > landläufig unter einer Helix-Antenne versteht ist was vollkommen > anderes! Ja da, scheint es tatsächlich Unterschiede zwischen dem deutschen und englischen Sprachgebrauch zu geben. Wenn ich den Wikipediartikel recht verstehe bezieht sich "helical antenna" tatsächlich nur auf die Verwendung von schraubenförmig gewendelten Leitern unabhängig von der Polarisation. Im "Normal mode", also wenn Wellenlänge deutlich oberhalb des Spiraldurchmesser ist es ein verkürzter Dipol, während im "Axial Mode" (wellenlänge im bereich des Spiraldurchmesser) und mit Reflektor eine Zirkulare Polarisation erreicht wird. Im deutschen dagegen richtet sich die Namensgebung Helixantenne dagegen nicht auf die Form einiger Antennenelemente, sondern nach der damit realisierten zirkularen Polarisation. https://en.wikipedia.org/wiki/Helical_antenna https://de.wikipedia.org/wiki/Wendelantenne Ich habe versucht dem Rechnung zu tragen, in dem ich (hoffentlich immer) den englischen Begriff "helical PCB Antenne" benutzte aber nicht den deutschen "Helixantenne". Und die einleitende Frage bezog sich auf die Bauform, also wie man mit einem zweidimensionalen Werkstück eine dreidimensionale Antenne konstruiert. Von Polarisation und Reflektor war da noch nicht die Rede. Aber schön das wir das gegenseitige Missverständniss aufklären konnten.
Welchen Antennengewinn oder Wirkungsgrad musst du denn erreichen? Kompakt und klein kann man eine PCB Loop machen, die per Kondensatoren in Resonanz gebracht wird. Nur der Wirkungsgrad ist dann halt nicht berauschend, da bei der Antenne die umspannte Fläche ausschlaggebend ist.
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