金属物体に近接することが避けられない場合、どのアンテナを使用しますか?


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私のアプリケーションでは、デバイスは、PCBから1センチメートル以内の金属ディスクの上に配置されます。

これで、チップアンテナのみを備えたnRF24L01 +ブレイクアウトボードを使用してデバイスのプロトタイプを作成し、数メートル離れたところからデバイスと通信できるようになりました(明らかに、ディスクの下からではなく、PCBへの見通し線のあるレシーバーから)。ただし、デザインを強化してワイヤレスリンクの信頼性を向上させる場合、どのようなアンテナを使用すればよいですか?

より低いRF周波数帯域に切り替える必要がありますか?

私がインターネットで読んだことから、グランドプレーンが下にあるパッチアンテナは、アンテナ全体の下にあるグランドプレーンが含まれているため、PCB全体の下にある金属ディスクの影響が少なくなるため、使用するのに適したアンテナになるかもしれません。 。これは、PCBに直接エッチングされたIFAアンテナとは対照的に、多くのスペースを占めるようです。

しかし、このすべてのRF理論に非常に新しいので、私は基本的に本当に手掛かりはありません。何か案は?

回答:


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cksa361、あなたの賞金に戸惑いました。あなたが残したコメントを除いて、他に何が必要かわからないので、答えます。

異なるチップアンテナを選択する場合、通常、新しいプロセスが開発されない限り、あらゆる点で他のアンテナよりもはるかに優れているアンテナは見つかりません。ほとんどの場合、アプリケーションにより適したものを選択する必要があり、これは大幅に改善されたように見えます。

放射線強度

大きい方の雲母(Mica)の方が放射特性が優れています(同じ出力でより多くの出力)。これは、同じ電力を放射する2つの送信機の場合、このアンテナはより広い範囲を取得することを意味します。これは、マイカアンテナが遠方の信号源から非常によく受信されることも意味します。

サイズ

Taoglasは小さいです。スペースが問題である場合、またはマイカの奇数サイズが問題を引き起こす場合、これは自明です。タオグラスが勝利します。

チューニング

マイカのマッチング回路を調整する必要があります。Taoglasの場合、セットマッチング回路があるようです。この問題は、出力インピーダンスの測定に関する質問で対処されます。適切な機器がない場合、これは困難な場合があります。アンテナの調整を誤ると、範囲が大きく損なわれます。調整できない場合は、Taoglasの方が使いやすいかもしれません。

編集:データシートを誤解しました。どちらにもリファレンスデザインがあります。レイアウトをリファレンスデザインから変更する場合(つまり、正確なレイアウトを行う余裕がない場合)、どちらかのアンテナで回路を再調整する必要があります。でも。

これがお役に立てば幸いです。


コルトゥク、私も似たような質問がありますが、あなたは常駐RFエキスパートのようです。:-)小さなボードの端にIFAがあり、ボードはガラス製の上部が付いた金属製の「ボウル」にマウントされています。(金属製の時計ケースを想像してください)-金属ケースは接地されていません。金属製のケースがアンテナの能力を大きく阻害することは知っていますが、マイカアンテナや、その下に接地面がないことを必要とする従来のIFAなどを選択する方が良いでしょうか?ボードはケースにぴったりとフィットし(ギャップはmm)、アンテナは1つのコーナーにあります。
akohlsmith、

これは厄介な状況です。アンテナがボウルのすぐ隣にある場合、あなたはあなたが言うことができない何かを持っているかもしれません。チップアンテナの方がうまくいくと思いますが、実際にテストする必要があるかもしれません。また、これはチューニングを台無しにすることにも注意してください。ボードを所定の場所に置いたときに、再度チューニングする必要があります。VNAを所有していますか?
Kortuk、2010年

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IFAへの対処方法

したがって、アンテナの下に大きなグランドプランを配置すると、アンテナのイメージが作成され、グランドプレーンから等距離であるが、グランドプレーンが存在しないかのように反対側に配置されます。ソリューションで唯一重要な部分は、グランドプレーンの上にあり、その下には0があります。

ソリューションに巻き込まれないようにするには、グランドプレーンプレートをIFAラジエーターの半波長下に配置してみてください。これにより、放射線が最大2倍になります。これをテストし、移動して、さまざまな距離でRSSIを測定し、最も好きなものを選択できます。

私はそれが明確であることを願っています、私がもっとできることがあれば私に知らせてください。

あなたの解決策

一般的な観点から見ると、約2.4GHzで満足できます。多くの開発が行われているため、コストが削減されます。IFAアンテナは素晴らしいフォームファクターを提供しているようです。これは実際にはパッチアンテナの一種であり、グランドピースが問題を引き起こす場合は他のパッチを調べてください。これらは低コストと低フォームファクタのために一般的に使用されます。

別のオプション

ディスクから放射状に放射する必要がある場合(つまり、ディスクを通過する方向)、パッチアンテナは非常に簡単な方法です。グランドプレーンを持つように設計されたチップアンテナもあります。これらは両方とも非常によく放射します。

ディスクの代わりにその側面に放射する必要がある場合、これは半波長ダイポールで問題が発生しない場所です。具体的には、アースディスクを導体として使用する、1/4波長のモノポール。これは非常に効果的な構成です。


距離は制御可能であると考えました。制御できない場合は、私が言ったことをテストしてください。それが機能しない場合は、他の解決策を調べてください。
Kortuk、2010年

残念ながら、距離はディスクに対して制御不可能ではありません。デバイスは単にその上に配置されます。これらのディスクには、不明な厚さ(<1cm)のゴムコーティングが施されている場合もあります。
cksa361

そのときは、基本的なパッチまたはモノポールをお勧めします。
Kortuk、2010年

Antenova Mica-antenova.com/?id=408 またはTaoglas-> taoglas.com/images/product_images/original_images/…。どっちがいい?どちらもチップアンテナの下のグランドプレーンを許可します。
cksa361 2010年

大きい方のantenova.com/?id=408の方が放射特性が良く(同じパワーインでより多くのパワーアウト)、taoglas.com / images / product_images / original_images /…は小さくなります。マイカのマッチング回路を調整する必要があります。Taoglasの場合、セットマッチング回路があるようです。整合回路を設計するにはVNAが必要なので、VNAがないと、マイカアンテナで結果が悪くなる可能性があります。
Kortuk '19
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