Проектирование антенны для радиочастотных модулей Telecontrolli
ВведениеПри проектировании систем передачи данных накороткие расстояния разработчик сталкивается спроблемой выбора антенны. Наличие хорошо спроектированной антенны позволяет при одинаковой мощности передатчика передавать данные наболее длинные дистанции. но несекрет, что извсех элементов системы, антенна является наиболее сложной для проектирования иоптимизации. Вдобавок кэтому, работа антенны напрямую зависит отразличных переменных, таких как диэлектрическая проницаемость среды, близость других компонентов. И,наконец, измерение параметров антенны требует сложных идорогостоящих приборов, которые невсегда доступны.
Вданном материале рассматриваются наиболее популярные типы антенн, используемых всистемах передачи данных накороткие расстояния вдиапазоне ОВЧ иУВЧ.
Четвертьволновой излучатель (Whip antenna)
Самый простой тип антенн, которые используются врадиомобильной связи наОВЧ иУВЧ— четвертьволновой излучатель 1.
1.
Это отрезок проводника или проводящей дорожки наплате (3)длиной в¼ длины волны несущего колебания, соединенный свыводом RX/TXприемника/передатчика. Длина резонансной четвертьволновой антенны может быть рассчитана последующей формуле:
,
где f— частота вМГц. Для частоты 433,92МГц длина антенны получается равной 17см.
Антенну можно сделать короче, если использовать более толстый или широкий проводник, либо проводник спокрытием.
При удалении антенны отприемника или передатчика необходимо использовать коаксиальный кабель (50Ом)2.
2.
Заземление коаксиального кабеля должно быть припаяно кземле наплате вблизи антенного вывода приемника или передатчика.
Как было сказано выше, антенна может быть выполнена ввиде печатного проводника напечатной плате 3.
3.
Такого рода антенна может быть короче на10%— 20%посравнению срасчетной, взависимости оттого, какого рода икакой толщины диэлектрик печатной платы используется. Расстояние отантенны доближайшего элемента или земли должно быть неменьше 5мм.
Спиральная антенна (Helical)
Спиральная антенна— это проводник, обычно сталь, медь или латунь, свернутый вспираль 4.
4.
Диаметр спирали (D)должен быть равен 1/10длины волны. Однако, изменяя диаметр D,можно менять количество витков антенны. Также настройку можно проводить ипутем растягивания или сжатия антенны целиком.
Экспериментальным подбором были установлены следующие параметры спиральной антенны начастоту 433,96МГц, изготовленной изэмалированного медного проводника толщиной 1мм:
количество витков 17,
диаметр D=5мм,
длина L=30мм.
Существенным недостатком данной антенны является большое влияние наееработу расположенных рядом предметов, например руки, при наладонном исполнении устройства (handheld). Поэтому еенерекомендуется использовать втакого рода устройствах.
Петлевая антенна (Loop)
Петлевая антенна— это печатный проводник, один конец которого припаян к«земле», второй, через конденсатор, квыходу передатчика или входу приемника.
Данный тип антенн чаще используется вкачестве антенны для передатчиков. Простота конструкции инастройки, небольшие размеры, слабое влияние окружающих предметов позволяют использовать еевhandheld устройствах, таких как автомобильная сигнализация в(брелке), пульты дистанционного управления для дверей гаражей ит.п.
При проектировании антенны необходимо стараться сделать петлю как можно большей (5.),потому, что чем меньше петля, тем уже полоса антенны именьше коэффициент усиления.
5.
Настройка антенны производится спомощью конденсатора.
Сравнение разных типов антенн
Четвертьволновой излучатель имеет большие физические размеры, предназначен для приложений, критических ккоэффициенту усиления антенны, хотя весьма прост визготовлении иэксплуатации. Вслучае, когда необходимы малые габаритные размеры, лучше использовать спиральную антенну. Но,сдругой стороны, спиральная антенна сложнее внастройке иоптимизации, чем четвертьволновая, иболее критична кокружающему пространству.
Извсех трех представленных вданном материале антенн, петлевая антенна имеет наихудший коэффициент усиления.
Сравнительная таблица. | Параметры | Lopp | Helical | Whip | | Простота изготовления | 1 | 2 | 3 | | Частотный диапазон | 1 | 2 | 3 | | Размеры | 2 | 3 | 1 | | Влияние окружающих предметов | 3 | 1 | 2 | | Общая характеристика | 1 | 2 | 3 |
1— худший параметр
3— лучший параметр
Источник: rtcs.ruЧитайте далее: Новый шаг в эволюции паяльника, Микроконтроллеры EP73xx семейства Maverick фирмы Cirrus Logic, Новое поколение ЦСП Texas Instruments, Oднокристальный контроллер Ethernet CS8900A, Микроконтроллеры в России: вчера, на данный момент, завтра…, Рабы своих семейств, или почему разработчики микроконтроллерной техники не очень, Трактат о проектировании эмуляторов таксофонных карт, Микроконтроллеры фирмы NEC. Часть 2., Контроллерный рынок России:факты и домыслы, парадоксы и закономерности, Что такое, НАБОР КОМАНД PIC МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА PIC14000/PIC16CXXX, НАБОР КОМАНД PIC МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА PIC16С5X, НАБОР КОМАНД PIC МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА PIC17CXXX, Сопряжение матрицы клавиатуры с микроконтроллером. Несколько вариантов., Управление нагрузкой 220В переменного напряжения с использованием симисторов, Подпрограммы умножения и деления для PIC., Телевизор скоро прикажет долго жить!, Технология изготовления печатных плат, Что такое FRAM ?,
|
