Ăng-ten và máy bay mặt đất

Tôi đang xem bảng dữ liệu này cho ăng-ten ANT-433-HETH . Trong hộp có nhãn "Bố cục bảng được đề xuất" tôi thấy kích thước được gắn nhãn "Khoảng cách tối thiểu đến mặt phẳng mặt đất" là 0,5 inch.

Tôi luôn nghĩ rằng về cơ bản bạn nên đặt điểm cấp dữ liệu ăng-ten của mình trực tiếp (hoặc được nhúng vào qua lỗ) một mặt phẳng mặt đất ... tôi có nhầm lẫn không?

Đây có phải là một thực tế phổ biến để tách điểm cấp ăng ten của bạn khỏi mặt phẳng mặt đất của bạn bằng (ít nhất) một số lượng không?

Ý tưởng về một khoảng cách tối thiểu đến mặt phẳng mặt đất cũng đặt ra câu hỏi về khoảng cách "thích hợp" là gì, bởi vì nếu mặt phẳng mặt đất đủ xa thì vấn đề là gì?

Có rất nhiều, rất nhiều thiết kế khác nhau cho ăng ten, và một số thiết kế khá bất thường. Anten thường sử dụng mặt phẳng mặt đất, nhưng đây không phải là một yêu cầu nghiêm ngặt. Một ăng ten vòng và một lưỡng cực là hai ví dụ không yêu cầu mặt phẳng mặt đất.

Các yêu cầu cơ bản cho ăng ten là:

1. một kết hợp tốt với mạch điều khiển nó (và hầu như luôn cộng hưởng ở tần số hoạt động), để có thể đặt nhiều năng lượng nhất có thể vào ăng-ten, và

2. có dòng điện chạy dọc theo chiều dài của nó, để các trường kết quả tỏa năng lượng đó vào không gian. (Nhận anten chỉ là quá trình này ngược lại).

Mục (2) giải thích lý do tại sao bạn không thể dán một mạch xe tăng nhỏ lên bảng và mong muốn nó tỏa ra hiệu quả.

Mục (1) thường thuộc chủ đề "điều chỉnh", trong đó bạn đưa ăng-ten vào cộng hưởng hoặc bất cứ nơi nào nó được thiết kế để điều chỉnh. Một ăng ten lưỡng cực có hiệu quả là chiều dài cộng hưởng của dây bị đứt ở giữa để cho phép điểm nạp được chèn vào. Một ăng ten "mặt phẳng mặt đất" loại bỏ một nửa lưỡng cực và thay thế mặt phẳng mặt đất cho điều đó. Độ tự cảm của phần tử bức xạ hoạt động với điện dung giữa nó và mặt phẳng đất để tạo thành mạch cộng hưởng giúp điều chỉnh ăng ten phù hợp. Khi được sử dụng theo cách này, mặt phẳng mặt đất có thể được gọi là "phản vật chất".

Một ăng ten xoắn ốc cuộn lên phần tản nhiệt phần nào, để tăng độ tự cảm và rút ngắn chiều dài. Việc rút ngắn ăng-ten ảnh hưởng đến hiệu suất của nó, như đã đề cập trước đó.

Cho đến nay, chúng ta đã có một bộ tản nhiệt cuộn lên trên mặt phẳng. Nhưng họ đã có một phiên bản gắn trên bề mặt song song với bảng. Tôi không thể biết từ bảng dữ liệu nếu cả hai đầu được kết nối, nhưng tôi phải đoán rằng một đầu vẫn đang mở ... nó chỉ được hàn xuống để giữ nó đúng vị trí. Nếu bạn mang sự sắp xếp này quá gần mặt phẳng mặt đất, nó sẽ thêm điện dung cho mạch và làm mất tần số thấp hơn. Một phần năng lượng cũng sẽ được ghép với mặt đất và bị mất, hoặc ít nhất làm đảo lộn mô hình bức xạ dự định.

"Tôi luôn nghĩ rằng về cơ bản bạn nên đặt điểm cấp dữ liệu ăng-ten của mình trực tiếp (hoặc được nhúng vào qua lỗ) một mặt phẳng mặt đất"

Điều này chỉ đúng với một số ăng-ten.

Nói chung nhất : Cố gắng giữ ăng-ten càng xa càng tốt khỏi mọi vật liệu dẫn điện, đặc biệt là từ bề mặt kim loại.

Ngoại lệ: Với mỗi ăng-ten có một cấu hình trường cụ thể (Trường E & trường H). Bề mặt kim loại vẫn ổn miễn là chúng vuông góc với trường E. Vấn đề với các bề mặt dẫn điện là chúng làm đoản mạch trường E (buộc nó về 0). Miễn là trường E chạm vào bề mặt vuông góc nghiêm ngặt, bề mặt có khả năng tương ứng với trường E và cấu hình trường vẫn không bị xáo trộn.

Ngoại lệ thường được đáp ứng bất cứ khi nào có thuộc tính đối xứng với ăng-ten của bạn. Ví dụ, một cực di hoàn chỉnh có hai trục, điểm nạp ở giữa. Trong mặt phẳng vuông góc với cực di, ngay tại điểm cấp dữ liệu, trường E xảy ra vuông góc với mặt phẳng. Do đó, bạn có thể thay thế một trục của cực di bằng một "mặt phẳng mặt đất", điểm cấp dữ liệu chính xác nơi cực đơn bây giờ chạm vào mặt phẳng mặt đất. Điều này cũng đúng với một số ăng ten thường được sử dụng khác.

Mặt khác, bạn có thể sử dụng hiệu ứng như một phần của thiết kế ăng-ten để buộc trường E vào một số cấu hình. Điều này được thực hiện, ví dụ như trong một số ăng ten định hướng.

Trường gần so với trường xa : Trường của ăng ten có thể được phân loại thành trường gần và trường xa. Rối loạn trường trong trường gần nói chung là thảm khốc đối với hiệu suất ăng-ten dự định, nhiễu trường trong trường xa chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất theo hướng nhiễu. Về nơi mà trường gần kết thúc và trường xa bắt đầu là không rõ ràng: Một số ăng-ten nhạy hơn các trường khác. Như một quy luật tự nhiên: Tất cả mọi thứ 3-5 lambdas chắc chắn là trường xa. Bất cứ điều gì gần hơn có thể hoặc không thể can thiệp vào các đặc tính ăng-ten, sửa đổi tần số trung tâm, chỉ thị, khớp, ...

Ăng-ten cụ thể mà bạn đang đề cập có hình dạng xoắn ốc. Luận án này về anten xoắn ốc anten xoắn ốc sử dụng hai mô hình:

1. gập di-cực (chu vi << bước sóng): hoạt động gần giống như cực di
2. ăng ten xoắn ốc bức xạ dọc (chu vi ≈ bước sóng)

Đánh giá từ sơ đồ bức xạ, ăng ten được xem xét nằm ở đâu đó giữa hai thái cực đó, ít nhất là khi được đặt vuông góc với mặt phẳng mặt đất. Trong trường hợp này, trường E vuông góc với mặt phẳng mặt đất. Điểm cấp dữ liệu phải ở ngay trên mặt phẳng mặt đất và mặt phẳng mặt đất phải mở rộng tối ưu một số cm theo mọi hướng xung quanh điểm cấp liệu.

Nếu ăng-ten được gắn song song với mặt phẳng mặt đất, nó sẽ làm chập mạch E. Mặt phẳng mặt đất sẽ thay đổi sâu sắc cấu hình trường gần và do đó bạn cần xem nó như một phần của cấu hình ăng ten. Trong thực tế, bây giờ bạn đang xem xét một ăng-ten hoàn toàn khác, đó là lý do tại sao lý thuyết trong luận án được liên kết không áp dụng nữa. Tôi đặt cược ăng-ten cũng sẽ tạo ra một mức độ HF công bằng vào mặt phẳng mặt đất (thường được coi là có vấn đề). Như bạn có thể thấy từ sơ đồ bức xạ, ăng-ten mới cũng khá định hướng với bức xạ thực tế bằng không theo hướng của mặt phẳng mặt đất.

Tôi không biết tại sao lại có lợi khi giữ khoảng cách tối thiểu giữa ăng ten và mặt phẳng mặt đất. Có thể để chứa tổn thất trong mặt phẳng mặt đất, nhưng cũng có thể là do khớp hoặc điều chỉnh hoặc chỉ thị hoặc tất cả kết hợp.

Trích dẫn từ trang 10 của bài báo "Cải thiện hiệu suất của ăng-ten thẻ nhận dạng tần số vô tuyến trên mặt phẳng kim loại" :

Khi khoảng cách tách ăng-ten kim loại nhỏ hơn một phần tư bước sóng, các thuộc tính ăng-ten bắt đầu bị ảnh hưởng vì sóng phản xạ có sự dịch pha tới 180 độ và sự dịch pha 180 độ gây ra nhiễu giao thoa triệt tiêu với tín hiệu sắp tới trực tiếp từ ăng ten.

Không phải hình dạng ăng-ten giống nhau (phải không?) Nhưng hy vọng vẫn có thông tin hữu ích.

Cũng có khả năng hữu ích: "Hiệu ứng của mặt phẳng kim loại trên ăng ten thẻ RFID" .

Tôi cũng không phải là chuyên gia RF nhưng muốn đăng kinh nghiệm của tôi dưới dạng câu trả lời vì hộp bình luận dường như quá nhồi nhét.

Và vâng, điều đó thực sự kỳ lạ! Với tất cả các ăng-ten tôi làm việc với điểm cấp ăng-ten luôn ở trên mặt phẳng mặt đất, dấu vết RF đến ăng-ten đáp ứng một khoảng cách và độ dày tối đa nhất định .. trong đó nó kết nối với (trong trường hợp của tôi) ăng-ten được gấp / mở ra, trong đó ăng-ten i con trai cạnh không có mặt phẳng.

Rất nhiều tài liệu đề xuất cách điều chỉnh trở kháng để phù hợp với tần số nhưng theo kinh nghiệm của tôi để giữ RF gần với PCB được in, tôi có thể sử dụng balun không có thành phần điều chỉnh bổ sung và mọi thứ đều hoạt động tốt.

Tôi đã nhận thấy rằng bạn đang nói về 433 MHz. Hầu hết kinh nghiệm của tôi là trong 2.4ghz.

Có thể là trong các tần số giga phụ, điểm cấp dữ liệu của bạn không cần phải ở trên mặt phẳng mặt đất miễn là cuộn dây của bạn bù tần số .. điều đó không chính xác theo bất kỳ cách nào trong các tần số này.

Tài liệu này từ TI , cái này cũng vậy và cái này cũng có thể giúp bạn hiểu thêm về cách đối phó với kỹ thuật của bạn. Nó đề cập đến các tần số phổ biến được sử dụng và cách khắc phục sự cố rf.

Tôi không thể đưa ra một câu trả lời chắc chắn - vì thế giới của RF rất phức tạp và nhạy cảm. Tôi hy vọng điều này có thể giúp bạn tìm thấy câu trả lời của bạn mặc dù.

Nhìn vào sơ đồ họ đang chỉ cho bạn cách bố trí giá treo bề mặt - các miếng đệm có cùng khoảng cách với chiều dài của cuộn dây - và tôi nghĩ rằng "khoảng cách 0,5 inch so với mặt phẳng mặt đất" là đủ không gian để chứa .35 inch cuộn dây có đường kính - Tôi nghĩ ý tưởng là để tránh toàn bộ ăng-ten nằm thẳng trên lớp đất đồng cách một phần mm - họ đang cố gắng tránh các hiệu ứng điện dung ký sinh có thể gây ra