Antenler ve Yer Düzlemleri

ANT-433-HETH anteni için bu veri sayfasına bakıyorum . "Önerilen Kart Düzeni" etiketli kutuda "Yer Düzlemine Minimum Mesafe" etiketli 0,5 inç boyut görüyorum.

Her zaman temelde anten besleme noktanızın doğrudan bir yer düzleminin üzerinde olması (ya da delikten gömülü olması) gerektiğini düşündüm.

Anten besleme noktanızın yer düzleminizden (en azından) bir miktar ayrılması yaygın bir uygulama mıdır?

Zemin düzlemine minimum mesafe fikri de "uygun" mesafe ne olduğu sorusunu akla getiriyor, çünkü zemin düzlemi yeterince uzaksa, amaç ne?

Antenler için birçok farklı tasarım vardır ve bazı tasarımlar oldukça sıra dışıdır. Antenler genellikle bir zemin düzlemi kullanır, ancak bu kesin bir gereklilik değildir. Bir döngü anteni ve bir dipol, yer düzlemi gerektirmeyen iki örnektir.

Anten için temel gereksinimler şunlardır:

1. onu çalıştıran devreyle iyi bir eşleşme (ve neredeyse her zaman çalışma frekansında rezonans), böylece mümkün olan en fazla güç antene konabilir ve

2. uzunluğu boyunca akan akımın olması, böylece ortaya çıkan alanlar o enerjiyi uzaya yayar. (Alıcı antenler bu işlemin tersidir).

Madde (2), neden küçük bir tank devresini bir tahtaya yapıştıramayacağınızı ve verimli bir şekilde yayılmasını bekleyemeyeceğinizi açıklar.

Madde (1) genellikle anteni rezonansa soktuğunuz veya ayarlanacak herhangi bir yere götürdüğünüz "ayarlama" başlığı altında gelir. Bir dipol anten, besleme noktasının yerleştirilmesine izin vermek için ortada kırılan telin rezonant uzunluğundadır. Bir "yer düzlemi" anteni dipolün yarısını kaldırır ve yer düzleminin yerine geçer. Yayılan elemanın endüktansı, anteni uygun şekilde ayarlayan rezonans devresini oluşturmak için yer düzlemi ile zemin düzlemi arasındaki kapasitans ile çalışır. Bu şekilde kullanıldığında, yer düzlemine "karşı kutup" denilebilir.

Sarmal bir anten, endüktansı arttırmak ve uzunluğu kısaltmak için radyatörü bir miktar bobinler. Antenin kısaltılması, daha önce de belirtildiği gibi performansını etkiler.

Şimdiye kadar, bir yer düzleminin üzerine yapışan bir sarmal radyatör var. Ancak tahtaya paralel uzanan yüzeye monte bir versiyonları var. Her iki ucun bağlı olup olmadığını veri sayfasından söyleyemem, ama bir ucun hala açık olduğunu tahmin etmeliyim ... yerinde tutmak için sadece lehimlendi. Bu düzenlemeyi yer düzlemine çok yaklaştırırsanız, devreye kapasitans katacak ve daha düşük bir frekans algılayacaktır. Enerjinin bir kısmı da toprağa bağlanacak ve kaybolacak veya en azından amaçlanan radyasyon modelini bozacaktır.

"Her zaman temelde anten besleme noktanızın doğrudan bir yer düzleminin üzerinde olması (ya da delikten gömülmesi) gerektiğini düşündüm."

Bu sadece bazı antenler için geçerlidir.

En genel olarak : Anteni elektrik ileten malzemelerden, özellikle metal yüzeylerden mümkün olduğunca uzak tutmaya çalışın.

İstisna: Her antenle birlikte belirli bir saha yapılandırması (E-alanı ve H-alanı) gelir. Metal yüzeyler E-alanına kesinlikle dik oldukları sürece incedir. İletken yüzeylerdeki sorun, E alanına kısa devre yapmalarıdır (0'a zorlamak). E-alanı yüzeye kesinlikle dik olduğu sürece, yüzey E-alanına göre eşittir ve alan konfigürasyonu bozulmadan kalır.

İstisna, anteninizde simetrik bir özellik olduğunda en sık karşılaşılan durumdur. Örneğin, tam bir di-kutbun ortada besleme noktası olan iki ekseni vardır. Direğe dik düzlemde, besleme noktasında, E alanı düzleme diktir. Böylece iki kutuplu bir ekseni bir "yer düzlemi" ile değiştirebilir, besleme noktası tam olarak şimdi tek kutuplu toprak düzlemine çarptığında. Bu, yaygın olarak kullanılan diğer bazı antenler için de geçerlidir.

Öte yandan, efekti E-alanını bazı konfigürasyona zorlamak için anten tasarımının bir parçası olarak kullanabilirsiniz. Bu, örneğin bazı yönlü antenlerde yapılır.

Yakın alan veya Uzak alan : Bir antenin alanı, yakın alan ve uzak alan olarak kategorize edilebilir. Yakın alandaki alan bozuklukları, genellikle amaçlanan anten performansına göre felakettir, uzak alandaki alan bozuklukları, yalnızca bozulma yönünde performansı etkiler. Yakın alanın bittiği ve uzak alanın başladığı yer açık değildir: Bazı antenler diğerlerinden daha duyarlıdır. Genel bir kural olarak: 3-5 lambdas mesafedeki her şey kesinlikle uzak alan. Daha yakın olan herhangi bir şey, merkez frekansını, yönelimini, eşleşmesini, ...

Bahsettiğiniz beton anten helisel bir şekle sahiptir. Helisel antenler üzerine yapılan bu tez helisel antenleri iki model kullanarak yaklaştırmaktadır:

1. katlanmış di-kutup (çevre << dalga boyu): kabaca bir di-kutup gibi davranır
2. eksenel olarak yayılan sarmal anten (çevre ≈ dalga boyu)

Radyasyon diyagramından yola çıkarak, söz konusu anten, en azından yer düzlemine dikey olarak monte edildiğinde, bu iki uç arasında bir yerdedir. Bu durumda, E-alanı yer düzlemine kesinlikle diktir. Besleme noktası, zemin düzleminde olmalıdır ve zemin düzlemi, besleme noktasının çevresindeki tüm yönlerde birkaç santimetre optimum şekilde uzatmalıdır.

Anten yer düzlemine paralel olarak monte edilirse, E-dosyalanmış kısa devre yapar. Zemin düzlemi yakın alan konfigürasyonunu derinden değiştirecek ve bu nedenle bunu anten konfigürasyonunun bir parçası olarak düşünmeniz gerekiyor. Aslında, artık tamamen farklı bir antene bakıyorsunuz, bu yüzden bağlantılı tezdeki teori artık geçerli değil. Bahse girerim ki anten aynı zamanda yer düzlemine de makul düzeyde bir HF indükler (normalde sorunlu olarak kabul edilir). Radyasyon diyagramından da görebileceğiniz gibi, yeni anten, zemin düzlemi yönünde pratik olarak sıfır radyasyon ile oldukça yönlüdür.

Anten ve yer düzlemi arasında minimum mesafe bırakmanın avantajlı olduğu konusunda hiçbir fikrim yok. Belki yer düzleminde kayıplar içerebilir, ama aynı zamanda eşleştirme veya ayar veya yönlendirme veya hepsi birleştirilmiş olabilir.

"Bir Metal Yer Düzleminde Radyo Frekansı Tanımlama Etiketi Anteninin Geliştirilmiş Performansı" makalesinin 10. sayfasından alıntı :

Metal anten ayırma mesafesi bir dalga boyunun dörtte birinden daha az olduğunda, yansıtılan dalganın 180 dereceye yaklaşan bir faz kayması olduğu ve 180 derecelik bir faz kaymasının geldiği sinyal ile tamamen yıkıcı parazite neden olduğu için anten özellikleri acı çekmeye başlar. doğrudan antenden.

Aynı anten şekli değil (doğru?) Ama yine de yararlı bilgiler.

Ayrıca potansiyel olarak faydalı: "Bir Metal Yer Düzleminin RFID Etiket Antenleri Üzerindeki Etkileri" .

Ben de bir RF uzmanı değilim ama yorum kutusu çok tıkalı görünüyor çünkü deneyimimi bir cevap olarak göndermek istiyorum.

Ve evet, bu gerçekten garip! Anten besleme noktası ile çalıştığım tüm antenler her zaman bir yer düzleminin üzerindeyken, antenin RF izlemesi belirli bir maksimum mesafeyi ve kalınlığı karşılar .. burada (benim durumumda) pcb baskılı katlanmış / katlanmamış antenlere bağlanır. anten, zemin düzlemi olmayan kenarı olandır.

Birçok belge, empedansın frekansa uyacak şekilde nasıl ayarlanacağını önerir, ancak RF'yi basılı PCB'yi yakın tutma deneyimimden ek ayarlama bileşenleri olmayan bir balun kullanabilirim ve her şey iyi çalışır.

433 mhz hakkında konuştuğunuzu fark ettim. Deneyimlerimin çoğu 2.4ghz.

Alt giga frekanslarında, bobininiz frekansı telafi ettiği sürece besleme noktanızın bir zemin düzlemi üzerinde olması gerekmez. Bu frekanslarda tam olarak böyle değildir.

TI'den gelen bu belge , bu da ve bu da mühendisliğinizle nasıl başa çıkacağınızı daha iyi anlamanıza yardımcı olabilir. Kullanılan yaygın frekanslar ve rf sorunlarının nasıl giderileceği ile ilgilidir.

RF dünyası çok karmaşık ve hassas olduğu için kesin bir cevap veremem. Umarım bu yanıtınızı bulmanıza yardımcı olabilir.

Şemaya baktığınızda size bir yüzeye montaj düzeni gösteriyorlar - pedler bobinin uzunluğu ile aynı mesafede - ve bence .5 inçlik "yer düzleminden olan mesafe" .35 inç için yeterli alan çaplı bobin - Bence fikir, tüm antenin bir bakır zemin tabakasına karşı bir mm uzakta bir düz durmasını önlemek - neden olabilecek parazit kapasitif etkilerden kaçınmaya çalışıyorlar