Antenne verkürzen

Wed Jan 04, 2012 10:32 am   

Hi,

ich möchte eine Antenne für 433MHz - die als Leiterzug auf einer Platine
drauf ist - verkleinern. Ne Idee wäre da jetzt - sie mit Material zu
umhüllen, das ein hohes Epsilon hat - für Experimente würde sich da z.B.
Wasser mit 80 eignen.
Im Mittelwellenbereich geht sowas ja mit Ferritstäben - aus einem meterlangen
Dipol wird eine kleine handliche Antenne - Grund ist - mal anschaulich
erklärt - die Verdichtung der (magnetischen) Feldlinien auf Grund des höheren
Mü - das magnetische Feld wird verzerrt.
Bei 433MHz und bei Material mit hohem Epsilon wird das elektrische Feld
verzerrt. Meine Frage ist da - ist das praktisch sinnvoll? Alternativ würde
man ja die Fehlanpassung einer zu kurzen Antenne einfach elektrisch
korrigieren - allerdings verringert das stark die Effektivität der
Abstrahlung. Die Verzerrung des Feldes scheint mir da sinnvoller zu sein.
Wie dick muss diese Umhüllung bei 433MHz sein? Reicht da auch nur ne dünne
"Farb"schicht? Das FR4 mit eps=4(?) hat ja auch schon Auswirkungen auf die
Länge der Antenne. Denkbar wäre aber auch ein Ferrit. Funktioniert bloss bei
433MHz nicht mehr wirklich, oder doch?

Für alle, die nicht glauben, dass es mit Wasser funktioniert:
http://www.ld-didactic.de/literatur/hb/d/p3/p3724_d.pdf

M.

Wed Jan 04, 2012 11:04 am   

Am 04.01.2012 09:32, schrieb Matthias Weingart:


Du hast schon wieder das Rad erfunden! Schau mal in den nächsten
Blauzahn- oder Wifi-Stick rein.


Gruß Dieter

Wed Jan 04, 2012 11:20 am   

Matthias Weingart wrote:


Das mit der Umhüllung leuchtet mir nicht ein. Keine Ahnung ob das
funktioniert.


Wichtig ist der Grundsatz: "Strom strahlt"! Das heisst, im Leiter muss
möglichst viel Strom fliessen. Die Antenne wird in Resonanz gebracht,
dadurch fliesst der Strom mehrmals hin und her, wobei jedes Mal ein Teil
abgestrahlt wird, und ein Teil über Verluste in Wärme umgewandelt wird.


Ãœbliche Varianten:

- Kurze Antenne über eine Spule am Fusspunkt anpassen

- Wie oben, die Spule aber über die ganze Antenne verteilt (Leiterbahn
Mäanderfürmig legen, das wird z.B. bei USB-WLAN Adaptern praktiziert)

- Kapazität am freien Ende der Antenne. Konkret: Die Antennenleiterbahn T-
förmig ausführen. Der T-Balken ergibt eine Kapazität gegenüber der Umgebung.
Auf keinen Fall darf ein Kondensator mit Rückleitung auf Masse verwendet
werden, weil die Rückleitung ein entgegengesetztes Feld erzeugen würde.




Oberhalb der Mittelwelle funktioniert eine Ferritantenne nicht mehr gut. Zum
Senden tut sie das auch auf Mittelwelle wegen den Verlusten nicht.


Eine Alternative wäre eine Loopantenne. Also eine Spule aus nur einer
Windung mit grossem Durchmesser, zu der parallell ein Trimmkondensator
geschaltet wird, mit dem der Schwingkreis abgestimmt wird. Auch hier sind
aber die Verluste gross.

Falls nur eine kleine Leistung von ein paar Milliwatt abgestrahlt werden
soll kann man das natürlich mit einem stärkeren Sender ausgleichen. Die
Vorschriften gelten soviel ich weiss für die abgestrahlte Leistung. Es
spricht (ausser der Energieverschwendung) nichts dagegen mit einem
wesentlich stärkeren Sender und einer Antenne mit Verlust zu arbeiten.


Stefan

Wed Jan 04, 2012 11:30 am   

Am 04.01.2012 11:20, schrieb Stefan Heimers:

Funktioniert. Geht in Richtung dielektrische Antenne. In seinem Fall
sollte er sich überlegen, ob ein Widerstand (Dummy) nicht bessere
Eigenschaften aufweist. ;-)

--
mfg hdw

Wed Jan 04, 2012 2:04 pm   

On Wed, 4 Jan 2012 08:32:25 +0000 (UTC), Matthias Weingart
<mwnews_at_pentax.boerde.de> wrote:



Es gibt Chipantennen und die sind auch nicht teuer.

http://www.johansontechnology.com/integrated-passives/rohs-compliant-ceramic-chip-antennas.html
http://tinyurl.com/6maenol

Wer googelt dem hilft Gott.

w.

Thu Jan 05, 2012 9:41 am   

Helmut Wabnig <hwabnig@.- --- -.dotat>:


Aber dort nicht für 433MHz. Ich will ja sowas selbst bauen, bzw. überhaupt
erst mal verstehen, was machbar ist. Die erhältlichen Teile sind auch mehr
oder weniger omnidirektional. Ich möchte das stark direktional haben.
Weiss hier jemand, was die da als Dieelektrikum verwenden?


Wer googelt - der hilft Google, drum nimm lieber scroogle.org .
http://www.scroogle.org/cgi-bin/scraper.htm
(Das ist google wie früher 2000, kein nerviges Javascript, preview, cookie
Gelumpe.)

M.

Thu Jan 05, 2012 10:05 am   

Matthias Weingart schrieb:


Steht da ja: LTCC, also Keramik mit üblicherweise Glaszusatz. Allerdings
ummanteln die natürlich kein FR4 damit sondern fertigen ihre
Antennenstruktur direkt auf diesem Substrat. Ein hochpermittives
Substrat kommt für Dich vermutlich nicht in Frage, oder?

Christian
--
Christian Zietz - CHZ-Soft - czietz (at) gmx.net
WWW: http://www.chzsoft.de/
PGP/GnuPG-Key-ID: 0x6DA025CA

Thu Jan 05, 2012 10:55 am   

Hi Matthias,


Das Wasser willst Du wirklich nur für Experimente verwenden. Im
Praxiseinsatz willst Du das nicht wirklich tun. Den Hinweis auf
destilliertes Wasser hast Du hoffentlich gelesen.

Gehen tut das, praktiziert wird es auch, wobei meist nicht mit Wasser,
sondern eher mit Keramikmaterial. Das Problem sind die Sprünge vom
Epsilon, die eben Reflexionen mit sich bringen. ausserdem ist die
Abstimmung schwierig, weil Du kaim ein Volumen in Abmessungen mehrerer
Wellenlängen um die Antenne bauen willst. Dann bekommst Du ein
effektives Epsilon, as irgendwo als Mischung des umgebenden Materials
und der Luft ist. Viel Spaß bei der Antennenabstimmung. Ich hab sowas
mal durchexerziert bei 402,55 MHz zur Telemetrierung eines Implantats,
wo man ja auch alles nur kein Platz hat und leider auch kein DMHO dest
als Dielektrikum. da wird das noch viel ungemütlicher ;-)

Marte

Thu Jan 05, 2012 11:37 am   

Matthias Weingart schrieb:


Nun, es gibt natürlich keramikhaltige HF-Leiterplattenmaterialien mit
hohem eps_r, von z.B. 6 oder 10. Rogers RO3000 fällt mir da ein. Das ist
aber ein "bisschen" teurer als FR4, Du solltest Dich vielleicht
hinsetzen, bevor Du das Angebot liest. ;-)

Christian
--
Christian Zietz - CHZ-Soft - czietz (at) gmx.net
WWW: http://www.chzsoft.de/
PGP/GnuPG-Key-ID: 0x6DA025CA

Thu Jan 05, 2012 11:48 am   

Christian Zietz <newsgroup.1001_at_chzsoft.de>:


Hochpermittives Leiterplattenmaterial wäre eine Idee, gibt es das? Meistens
liegt das bei Leiterplattenmaterialien ja bei 2-4, bei HF-Materialien eher
besonders niedrig als hoch.

M.

Thu Jan 05, 2012 11:53 am   

On Thu, 5 Jan 2012 07:41:00 +0000 (UTC), Matthias Weingart
<mwnews_at_pentax.boerde.de> wrote:




Was hab ich gesagt?


Im Ernst, daß du so bescheuert bist, konnte ich ahnen.

Also ich soll für dich googlen nach 433 MHz Keramikantennen.
Werd ich selbstverständlich sofort tun.


w.

Thu Jan 05, 2012 3:12 pm   

Matthias Weingart <mwnews_at_pentax.boerde.de>:


Also da ist die Permitivität auch nicht viel höher als bei FR4 (so um die 7
find ich im Web?). D.h. LTCC wird bei den Chipantennen hauptsächlich als
mechanischer Träger benutzt und weniger wegen des dielektrischen Effekts. Es
sei denn, es ist ein spezielles LTCC mit Zusätzen.(?) Ich hätte da jetzt auf
Substrate mit Bariumtitanat oder ähnlichem getippt.

M.
Mal ne Frage an manche OP's - warum seid Ihr heut mal wieder so unfreundlich?

Thu Jan 05, 2012 6:11 pm   

On Thu, 5 Jan 2012 13:12:07 +0000 (UTC), Matthias Weingart
<mwnews_at_pentax.boerde.de> wrote:




Soso, gibts das?


w.

Sat Jan 07, 2012 1:28 pm   

Marte Schwarz <marte.schwarz_at_gmx.de>:


Wieviele Wellenlängen müssten das denn sein? Wellenlängen gemessen in Luft
oder in dem hochpermitiven Material? Das Feld in der Luft wird ja auch
verzerrt. (müsste man wirklich mal simulieren, kennt hier jemand einen guten
und einfachen Simulator für solche Sachen?)


Das IPhone-Antennenproblem ist da ja auch ein prominentes Beispiel
(Verbindungsabbruch, wenn die Hand an die bestimmte Setlle auf dem Gehäuse
gelegt wurde). Da stellt sich die Frage, ob man die Beeinflussung der Antenne
durch Wasser in der Nähe verringern kann, in dem man die Antenne mit
hochpermittivem Material umhüllt (so um die 100 bis 1000 ist ja technisch
machbar, BaTio2 z.B.). Die Keramik-SMD-Antennen nutzen die Möglichkeit der
Verwendung von hohen Permitivitäten ja nur in geringem Maße aus.

M.

Sat Jan 07, 2012 4:52 pm   

X-No-Archive:Yes

Am 04.01.2012 09:32, schrieb Matthias Weingart:

Warum nicht eine magnetische Antenne? Die sehen bei 433Mhz richtig
"niedlich" aus. (Was hat eigentlich die BNetzA gegen 80m Yagis/Beams?)

http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/3401/ln/en