Hi, meine Bachelorarbeit behandelt ein Sensorsystem in einer Art Wasserbecken, das mit einer Funkverbindung (433 MHz) ausgelesen wird. Die Versorgung des Sensorsystems erfolgt mit einer kleinen Batterie. Damit die Batterie möglichst lange hält, soll die Sendeleistung möglichst niedrig und optimal eingestellt sein. Nun bin ich kein HF- bzw. Antennen-Spezialist und benötige für diese Optimierung ein bisschen Hilfe. Das Sensorsystem (gekapselt) befindet sich in Wasser und kann sich in der Orientierung ändern und ändert damit auch die Orientierung der Antenne. In einer Entfernung von etwa 40 cm befindet sich die Ausleseantenne (Luft und Netzspannung), mit der die Kommunikation zum Sensorsystem aufgebaut werden soll. Wie gehe ich da am besten vor? Momentan werden 433 MHz Funk-ICs an 50 Ohm Standardantennen verwendet. Das System funktioniert, allerdings bricht die Kommunikation bei einer „schlechten“ Orientierung der Antennen zueinander ab. Zusätzlich wäre eine längere Laufzeit und dementsprechend eine niedrigere Sendeleistung wünschenswert. Was kann ich tun? Meiner Meinung findet die Kommunikation lediglich im Nahfeld der Antennencharakteristik statt. Ist es dann überhaupt gut, wenn zwei Standard-Dipolantennen verwendet werden? Wie beeinflusst das die Antennenanpassung? Wie wäre eine Nahfeldkommunikation (40cm) mit sich ändernder Antennenorientierung besser zu realisieren? Ach, mehrere Antennen ist nur im Notfall eine Option. Vielen Dank
Ben schrieb: > Zusätzlich wäre > eine längere Laufzeit und dementsprechend eine niedrigere Sendeleistung > wünschenswert. Was kann ich tun? Nimm statt des Wassers ein Medium das nicht so stark dämpft.
Ben schrieb: > meine Bachelorarbeit behandelt ein Sensorsystem in einer Art > Wasserbecken, das mit einer Funkverbindung (433 MHz) ausgelesen wird. Pack die Antennen falls möglich an kleine Bojen, die sensoren können problemlos in mittlerem bis tiefem Wasser sein. Die Antenne über Wasser (Vertikalantenne/Rundstrahler) hat keine richtcharakteristik. Damit schaffst du dann Meter und nicht cm.
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NFC zB bei 13.56MHz mit einer magnetischen Antenne waere passender.
Durch mehr als 40cm Wasser? Zeig mal.
Wenn du keine Probleme mit der Antennenausrichtung bekommen willst, musst du beim Sender und Empfänger auf einen Rundstrahler setzen. Das wäre in deinem Fall eine einfache magnetische Loop-Antenne. Sowas kannst du auch gut als PCB-Antenne ausführen. Leider finde ich das Anpassen solcher Antennen etwas frikelig. Mit einer Dipol-Antenne hast du immer das Problem, das du Ausrichtungen zueinander hast, bei denen du nichts empfängst.
Danke an alle Horst schrieb: > Ben schrieb: >> Zusätzlich wäre >> eine längere Laufzeit und dementsprechend eine niedrigere Sendeleistung >> wünschenswert. Was kann ich tun? > > Nimm statt des Wassers ein Medium das nicht so stark dämpft. Horst schrieb: > Durch mehr als 40cm Wasser? > Zeig mal. Naja, ehrlich gesagt wurden bisher nur Trockenübungen an Luft gemacht. Mit dem System soll nur ein kleiner Bereich bzw. ein Becken von max. 40 cm und etwa 30 cm überwunden werden. Dieses Becken soll später auch mit einer Art Flüssigkeit mit Hauptbestandteil Wasser gefüllt sein. Zitronen F. schrieb: > NFC zB bei 13.56MHz mit einer magnetischen Antenne wäre passender. Fürs erste würde ich gerne bei den RF-ICs und den 433 MHz bleiben und am Anfang nicht alles komplett umwerfen. Stromverdichter schrieb: > Das > wäre in deinem Fall eine einfache magnetische Loop-Antenne. Bei Loop-Antennen habt man doch ähnliche Probleme mit der Ausrichtung und ich würde bei einer stark magnetischen Komponente (Strom) sogar eine höhere Sendeleistung erwarten. Ist das nicht so? Insgesamt würde ich gerne die Antennen optimieren (Antennen besser anpassen, Nahfeld), falls es möglich ist.
Ben schrieb: > Insgesamt würde ich gerne die Antennen optimieren (Antennen besser > anpassen, Nahfeld), falls es möglich ist. Und da bringt dir trotzdem nicht viel. Im Wasser ist deine anpassung gleich wieder für die Katz. Weil sie nicht mehr stimmt. Abgesehen davon ist die dämpfung nicht zu verachten. Selbst mit anpassung könnte es passieren das du die 30-40cm nicht mehr schaffst. Stromverdichter schrieb: > Wenn du keine Probleme mit der Antennenausrichtung bekommen willst, > musst du beim Sender und Empfänger auf einen Rundstrahler setzen. Das > wäre in deinem Fall eine einfache magnetische Loop-Antenne. Loop Antennen Haben(weiß ja keiner welche Bewegungen der Sensor so macht) auch eine richtcharakteristik. Es sei denn sie "Liegen" auf der seite. Da sich aber die Ausrichtung ändert passt das nicht. Was spricht bei der entfernung dagegen ein Stück RG174 (ja ich weiß, nicht UHF geeignet wenn man so will) zu nutzen und die Antenne auf einer Styropprkugel zu kleben die auf dem Medium schwimmt? O.T Komisch, hier würde das schon so oft beschprochen das funk und Wasser nur bedingt kompatibel sind. Oder warum fahren modellbauer !nicht! mit U-Booten die per Funk gesteuert werden auf tauchfahrt durch den Gartenteich? Richtsch! Weil's nicht so einfach ist.
Ben schrieb: > Naja, ehrlich gesagt wurden bisher nur Trockenübungen an Luft gemacht. Dann mach doch erstmal einen Versuch in Deiner Flüssigkeit, bevor Du versuchst irgendwas für Luft zu optimieren, die Arbeit kannst Du dann sparen.
Hängt das nicht auch von der Datenrate ab ob man das schafft oder nicht? GPS liegt deutlich unter dem Rauschen und kann empfangen werden. Wähle eine niedrig genuge Datenrate.
@ Ben Ich würde Dir sehr raten, erst einmal die Dämpfung durch das Wasser und den Behälter zu überschlagen, und was das bei Deinen Vorgaben für den Aufwand bedeutet, bevor Du weiter überlegst. Und berücksichtige auch die Wirkung durch den in dem Wasser gelösten bzw. damit vermischten unbekannten Bestandteil. Es sind Dir hier mehrere Einwände in dieser Hinsicht nahegelegt worden. Ich kann nur noch mal dringend darauf hinweisen, diese Hinweise sehr ernst zu nehmen.
Wasser hat je nach Frequenz eine relative Dieelektrizitätszahl um 80. https://de.wikipedia.org/wiki/Permittivit%C3%A4t#/media/File:Permittivit%C3%A4t_Wasser.png Das bedingt Fehlanpassung/Reflexion an der Grenze zur Luft.
> Dieelektrizitätszahl => ein "e" zuviel.
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