Quelle antenne utiliser si la proximité d'objets métalliques est inévitable?

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Dans mon application, l'appareil va être placé au dessus d'un disque métallique, à moins d'un centimètre du PCB!

Maintenant, j'ai prototypé l'appareil à l'aide d'une carte de dérivation nRF24L01 + avec uniquement une antenne à puce, et je peux communiquer avec l'appareil à quelques mètres de distance (évidemment d'un récepteur avec une ligne de vue vers le PCB, pas depuis le dessous du disque). Cependant, si je souhaite améliorer ma conception et améliorer la fiabilité de la liaison sans fil, quel type d'antenne dois-je utiliser?

Dois-je passer à une bande de fréquences RF inférieure?

D'après ce que j'ai lu sur Internet, une antenne patch avec un plan de masse en dessous pourrait être une bonne antenne à utiliser, car les effets du disque métallique sous la totalité du PCB seront réduits car notre conception implique un plan de masse sous l'antenne de toute façon . Cela semble prendre beaucoup de place contrairement à une antenne IFA gravée directement sur un PCB.

Cependant, étant assez nouveau dans toute cette théorie RF, je n'ai pas vraiment la moindre idée. Des idées?

cksa361
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Réponses:

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cksa361, je suis confus par votre générosité parce que je ne suis pas sûr de quoi d'autre vous avez besoin de répondre à l'exception du commentaire que vous m'avez laissé, donc je vais y répondre.

Lorsque vous choisissez entre différentes antennes à puce, vous n'en trouverez normalement pas une qui soit nettement meilleure qu'une autre dans tous les sens, sauf si un nouveau processus a été développé. Dans la plupart des cas, vous devrez choisir celui qui correspond le mieux à votre application, et cela vous semblera nettement meilleur.

Force de rayonnement

Le plus grand, le Mica , a de meilleures caractéristiques de rayonnement (plus de puissance pour la même puissance). Cela signifie que pour deux émetteurs rayonnant la même puissance, cette antenne aura une plus grande portée. Cela signifie également que l'antenne Mica recevra beaucoup mieux d'une source éloignée.

Taille

Le Taoglas est plus petit. Cela va de soi, si l'espace est un problème, ou si la taille impaire du mica cause des problèmes, le Taoglas gagne.

Réglage

Vous devrez régler le circuit correspondant à celui du Mica. Pour le Taoglas, il semble qu'ils aient un circuit d'adaptation défini. Ce problème est abordé dans la question de la mesure de l'impédance de sortie . Cela peut être difficile si vous ne disposez pas du bon équipement. Une antenne mal réglée nuira gravement à votre portée, si vous ne pouvez pas régler, vous trouverez peut-être que le Taoglas sera plus facile à utiliser.

Edit: J'ai mal lu les fiches techniques, elles ont toutes les deux des conceptions de référence. Si vous allez faire varier votre disposition par rapport à la conception de référence (c'est-à-dire que vous n'avez pas de place pour faire la disposition exacte par exemple) sur l'une ou l'autre des antennes, vous devrez régler à nouveau le circuit, comme cela a été lié dans le paragraphe avec la grève. bien que.

J'espère que ça aide.

Kortuk
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Kortuk, j'ai une question similaire et vous semblez être l'expert résident RF. :-) J'ai un IFA au bord d'une petite planche et la planche est montée dans un "bol" en métal avec un dessus en verre. (imaginez un boîtier de montre en métal) - le boîtier en métal n'est PAS mis à la terre. Je sais que le boîtier métallique entravera sérieusement les capacités de l'antenne, mais serait-il préférable de sélectionner quelque chose comme l'antenne Mica ou un IFA plus conventionnel qui nécessite l'absence de plan de masse en dessous? La carte est bien ajustée (mm d'écart) dans le boîtier et l'antenne est dans un coin.
akohlsmith
C'est une situation désordonnée. Si l'antenne va être juste à côté de votre bol, vous pourriez avoir quelque chose que vous ne pouvez pas dire. Je suppose que l'antenne à puce ferait mieux, mais vous pourriez vraiment avoir à tester. Notez également que cela va bousiller votre accordage, vous devrez re-régler lorsque vous placez la carte en place. Possédez-vous un VNA?
Kortuk
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Comment faire face à l'IFA

Donc, si vous placez un grand plan au sol sous une antenne, vous créez une image de l'antenne et à égale distance du plan du sol mais de l'autre côté, comme si le plan du sol n'était pas là. La seule partie importante étant une solution existe au-dessus du plan du sol, et il y a 0 en dessous.

Ne vous laissez pas prendre par la solution, essayez de placer la plaque du plan de masse à une demi-longueur d'onde sous votre radiateur IFA. Cela devrait entraîner un doublement du rayonnement. Vous pouvez tester cela, le déplacer, mesurer votre RSSI avec différentes distances, choisir celui que vous aimez le plus.

J'espère que c'est clair, faites le moi savoir si je peux faire plus.

Votre solution

D'un point de vue général, vous serez satisfait à environ 2,4 GHz, il a beaucoup développé, cela réduit les coûts. Une antenne IFA semble vous offrir un bon facteur de forme, il s'agit en fait d'un type d'antenne patch, et si la pièce au sol pose problème, regardez simplement dans un autre patch. Ceux-ci sont couramment utilisés en raison de leur faible coût et de leur faible facteur de forme.

Autres options

Si vous devez rayonner à partir du disque (c'est-à-dire la direction qui traverse le disque), l'antenne patch est une méthode très simple. Il existe également des antennes à puce conçues pour avoir un plan de masse. Les deux rayonneront très bien.

Si vous devez rayonner à la place du disque, sur ses côtés, c'est là que vous ne pouvez pas vous tromper avec un dipôle demi-longueur d'onde . Plus précisément le monopôle quart de longueur d'onde , en utilisant le disque de masse comme conducteur. Cela peut être une configuration très efficace.

Kortuk
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J'ai supposé que la distance était contrôlable, si ce n'est pas le cas, veuillez tester ce que j'ai dit, et si cela ne fonctionne pas, cherchez d'autres solutions.
Kortuk
malheureusement, la distance n'est pas incontrôlable pour le disque. L'appareil est simplement placé dessus. ces disques sont parfois également livrés avec un revêtement en caoutchouc d'épaisseur inconnue (<1 cm).
cksa361
je suggérerais alors un patch de base ou un monopôle.
Kortuk
Antenova Mica - antenova.com/?id=408 ou Taoglas -> taoglas.com/images/product_images/original_images/… . Lequel devrais-je obtenir? Les deux permettent des plans de masse sous l'antenne à puce, ce qui est bien.
cksa361
Le plus grand, antenova.com/?id=408 , a de meilleures caractéristiques de rayonnement (plus de puissance pour la même puissance), taoglas.com/images/product_images/original_images/… est plus petit. Vous devrez régler le circuit correspondant à celui du Mica. Pour le Taoglas, il semble qu'ils aient un circuit d'adaptation défini. Vous avez besoin d'un VNA pour concevoir le circuit d'adaptation, donc si vous n'en avez pas, vous pouvez avoir de mauvais résultats avec l'antenne Mica.
Kortuk