Antenne WiFi traversante

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J'avais l'habitude d'installer beaucoup de radios UHF et de kits mains libres pour téléphones portables. J'ai principalement travaillé sur des camions et des véhicules utilitaires commerciaux équipés de pare-buffles, sur lesquels je montais une grande antenne encombrante à gain élevé. Alternativement, un support pourrait être monté directement sur le châssis sous le capot (ce qui signifiait souvent coupe / perçage). Le câble coaxial passerait du nouvel appareil à l'intérieur de la cabine, à travers le compartiment moteur et jusqu'à la base de l'antenne.

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Mais de temps en temps, j'obtenais un cadre de luxe avec une nouvelle berline de luxe brillante, et j'utilisais une antenne en verre relativement discrète. Le câble passe sous le tableau de bord et sur le montant (sous le revêtement ou la garniture en plastique) du côté passager, et ressort près du haut du pare-brise. Le câble se visse dans un petit boîtier / panneau noir, dont un côté adhère directement à la surface intérieure du verre. À la base du mât d'antenne se trouve un panneau adhésif similaire qui se monte sur la surface extérieure du verre, directement au-dessus du premier.

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Je n'ai jamais entièrement compris comment ou pourquoi cela fonctionnait, mais essentiellement le signal a pu traverser le verre. Ma question est: cette même technique peut-elle être adoptée pour les antennes WiFi 2,4 GHz et / ou 5 GHz?

voix
la source
En théorie, l'UHF fonctionne de 300 MHz à 3 GHz, il devrait donc fonctionner pour les antennes F inférieures. Cependant, vous devriez vérifier la bande passante. Mais si vous pouvez le tester, j'aimerais voir les résultats. Je trouve ce post très intéressant. Quant à la façon dont cela fonctionne, c'est par inductance.
Dimitri
Transfère probablement de l'énergie à la partie extérieure en utilisant l'inductance (voir charge sans contact / inductive). Ensuite, le RF est amplifié à l'extérieur et renvoyé à travers la vitre. Ils pourraient même utiliser les mêmes bobines mais à des fréquences différentes.
Oldfart
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"nouvelle berline de luxe" et "pas de fonction mains libres intégrée" est un ensemble de conditions mutuellement exclusives de nos jours ...
cliquet freak
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@Dimitri 300MHz - 1GHz , selon l' IEEE ; ou 300MHz - 3GHz , selon l' UIT . Mais je parlais en fait de la bande de citoyens UHF 477 MHz utilisée en Australie et en Nouvelle-Zélande ( 476,4250 MHz - 477,4125 MHz ; familièrement connue sous le nom UHF ). Je pensais que c'était une norme commune dans toute l'Europe et l'Amérique du Nord, mais apparemment pas.
voix
@ tjt263 Ok. Maintenant, vous avez un problème. Vous ne pouvez pas simplement utiliser les antennes utilisées pour ITU-R en cas de fréquences WIFI. Vous devriez faire vérifier cette photo par exemple: robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/… . Comme vous pouvez voir différentes longueurs pour différentes fréquences. Je ne vais pas vous mentir, je ne sais pas si cela fonctionnerait si vous modifiez l'antenne que vous avez, mais cela pourrait être une bonne expérience. Vérifiez dans google "longueur d'antenne calculer". Vous verrez quelques formules utiles. J'espère que cela aide mon ami.
Dimitri

Réponses:

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Des plaques de condensateur parallèles de 25 mm sur 25 mm séparées par 4 mm de verre avec une permittivité relative de 4 donneraient une capacité de couplage d'environ 5 pF. Cette capacité est en série avec un signal d'antenne et à 2,5 GHz, agirait comme une impédance de blocage d'environ 13 ohms, il est donc possible qu'elle puisse être utilisée sans trop perturber le VSWR.

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  • k est la permittivité relative du verre.
  • ϵ0

L'impédance de blocage en série de 13 ohms pourrait être réglée par une petite valeur d'inductance en série. Je m'attendrais à ce qu'il fonctionne mieux lorsqu'il est situé au bord de la fenêtre (et à proximité de la carrosserie), car le type d'antenne est unipolaire et il a besoin d'une forme de plan de masse local pour être le plus efficace. En d'autres termes, l'utilisation d'une connexion capacitive nécessite que la base de l'antenne soit une plaque du condensateur.

Je ne vais pas exclure les bobines qui peuvent se coupler via la fenêtre en verre mais, à 2,5 GHz, celles-ci pourraient commencer à devenir plus faibles qu'un coupleur capacitif.

Andy aka
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Il y a aussi d'autres avantages à avoir l'antenne au bord du pare-brise plutôt qu'au milieu ;-)
psmears
@psmears quels sont-ils (autres que celui que j'ai énuméré)? Ne soyez pas timide à ce sujet! Nous sommes tous ici pour apprendre quelque chose.
Andy aka
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Désolé, c'était une blague - je voulais juste dire qu'avoir l'antenne au bord est aussi mieux pour pouvoir voir où vous conduisez :-)
psmears
Merci pour l'information. C'est un peu hors de ma ligue à ce stade, mais j'enveloppe ma tête autour de lui. Ou est-ce simplement un moyen de traverser le verre? Cela semble être le genre de chose qui aurait un effet significatif sur le comportement du circuit principal.
voix
Si vous regardez les réseaux correspondants entre les puces et les antennes wifi, il n'est pas rare de voir des petits condensateurs de valeur pF en série. Pour les fréquences wifi, je n'ai jamais vu une paire d'inductances couplées et je soupçonne que c'est parce que la fréquence est trop élevée pour obtenir un couplage magnétique efficace comme celui-ci.
Andy aka
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Je n'ai jamais complètement compris comment ni pourquoi cela a fonctionné

Eh bien, ce n'est pas magique ;-)

En fait, cela peut être fait

utilisant magnétiquement des inductances couplées. C'est comme un transformateur sans noyau magnétique. La recharge sans fil utilisée sur certains téléphones portables utilise le même principe. Fondamentalement, une bobine crée un champ magnétique à partir d'un signal électrique qui est ensuite capté par une deuxième bobine (de l'autre côté de l'isolateur, qui peut être n'importe quel isolant, y compris de l'air ou du verre). La deuxième bobine transforme le champ magnétique en un signal électrique.

ou

utilisant électriquement une structure de type condensateur. Un condensateur se compose de deux plaques électriquement conductrices avec un isolant (qui peut être n'importe quel isolant, y compris de l'air ou du verre) entre les deux. Un condensateur est une faible impédance (ne forme pas un obstacle) pour les signaux haute fréquence.

Pour les fréquences inférieures jusqu'à 200 MHz environ, je m'attends à ce que la méthode de couplage magnétique soit utilisée. Pour les basses fréquences, un très grand condensateur (pour le couplage électrique) serait nécessaire pour être efficace.

Pour les hautes fréquences supérieures à 200 MHz, ce qui inclut les signaux WiFi, je m'attends à ce que la méthode de couplage électrique soit utilisée. Les hautes fréquences ne peuvent pas voyager à travers de grandes bobines, ce qui rend la méthode de couplage magnétique difficile.

Bimpelrekkie
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Le verre est donc essentiellement une plaque diélectrique? Qu'en est-il du fil de terre / tresse / conducteur; comment les deux côtés du circuit traversent-ils le verre à travers un seul point / composant / condensateur?
voix
Correct, le verre serait le matériau diélectrique du condensateur. Il n'y aura pas de sol à l'antenne, le sol sera le châssis de la voiture, je suppose. De plus, vous n'avez pas toujours besoin d'une mise à la terre, une antenne peut fonctionner avec une seule connexion.
Bimpelrekkie
Est-ce correct? C'est bizarre alors que nous continuions à utiliser du câble coaxial relativement coûteux avec la gaine tressée négative vers le conducteur extérieur de tous nos connecteurs d'antenne. La plupart d'entre eux sont même livrés avec des rondelles spéciales qui mordent dans leur surface de montage afin d'assurer un chemin solide vers le sol.
voix
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@ tjt263 c'est vrai. Si vous utilisiez un seul fil, cela agirait comme une antenne plus longue, pas comme un moyen de transmettre le signal de l'antenne. Donc, si c'est vraiment, vraiment court, c'est-à-dire connecté directement au PCB, ça marche. Mais c'est une question pour une autre question.
Mołot
Donc, fondamentalement, c'est une antenne de 6 pieds; s'étendant de la console centrale au haut du pare-brise? Quelque chose à ce sujet ne semble pas correct.
voix