Почему ферритовые стержневые антенны не используются в WiFi?


8

Это как-то связано с низкой коэрцитивностью мягкого феррита, все еще недостаточно низкой на гигагерцовых частотах?

Видите, я собираю антенны приемника с высоким коэффициентом усиления и антенны передатчика. Пространство это проблема. Так что, может быть, так же, как ферритовые стержни, позволяющие наматывать метровые и метровые антенны вокруг указанного ферритового стержня длиной всего в несколько дюймов, ферритовые стержни сделают это для антенн WiFi.

Я ошибаюсь? Если да, то в каких аспектах?

Ответы:


16

Ферритовые стержневые антенны исторически использовались для радиовещательных приемников AM. Эти сигналы составляют около 1 МГц, что соответствует длине волны порядка 300 метров. Полуволновой диполь на этой частоте будет порядка 150 метров в длину. Очень высокая проницаемость феррита позволяет уменьшить антенну за счет некоторой производительности. Это форма электрического сокращения .

Для Wi-Fi сигналы составляют около 2400 МГц или 5000 МГц. Полуволновые диполи на этих частотах составляют около 62 мм или 30 мм. Это достаточно мало, чтобы даже полноразмерная антенна обычно не была неудобной. Вот почему обычные устройства Wi-Fi не используют ферритовые стержневые антенны: в них нет необходимости.

Однако, если вы делаете направленную антенну, массив таких антенн может быть неудобным, и вы можете захотеть сделать его меньше. Теоретически можно использовать материал с более высокой магнитной проницаемостью, например феррит. Однако вам будет трудно найти подходящий материал. Требуется некоторое количество энергии, чтобы перевернуть магнитные домены в ферромагнитном материале, и эта энергия теряется в виде тепла. С увеличением частоты этот переворот происходит больше раз в секунду, и, таким образом, общая мощность этих потерь становится выше. Потери из-за этого механизма называют потерями гистерезиса.

Следовательно, на частотах Wi-Fi ферритовый материал, используемый для антенны АМ, мог бы стать очень хорошим нагревателем и ужасной антенной. Существуют современные ферритовые смеси, которые имеют меньшие потери на микроволновых частотах, но имеют меньшую проницаемость.

Однако, если вы можете загрузить антенну материалом с высокой проницаемостью, то двойственность предполагает, что можно сделать то же самое с материалом с высокой проницаемостью .

На самом деле это так. Существуют диэлектрические материалы с приемлемо низкими потерями на микроволновых частотах. Они даже не особенно экзотичны или дороги. Мы называем это пластиком.

Я бы дал вам несколько ссылок, но я не могу найти хороших бесплатных онлайн-канонических ссылок. Существует множество примеров и исследовательских работ: поиск «диэлектрическая стержневая антенна» и «диэлектрическая нагрузка».


2
Опечатка попала на ваши длины волн (должно быть мм вместо см)?
Стальная машина

1
Не только это; ферритовый сердечник позволяет вам обернуть несколько метров провода вокруг сердечника, чтобы получить N ^ 2 усиления сигнала (где N - число витков). Поскольку частота настолько низкая, весь этот провод не вносит большого фазового сдвига. Тем не менее, для Wi-Fi вы должны быть ограничены парой сантиметров, а вершин - недостаточно, чтобы получить большой выигрыш вообще.
alex.forencich

11

Ферритовый вид превращает призрака в полезный концентратор магнитного потока выше 100 МГц. Поскольку WiFi работает с частотой 2,5 ГГц, феррит не очень полезен. Если вы посмотрите на самую высокую частоту феррита, которую должен предложить Fair-rite, вы увидите этот график:

введите описание изображения здесь

Заметна проницаемость - всего 16. Также заметна частота, на которой резистивные потери равны проницаемости - около 400 МГц. Выше этой частоты феррит ведет себя как типичный ферритовый шарик и подавляет сигналы.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.