Что такое 50-омная антенна? Как бы вы сделали один?


24

Это намеренно очень открытый вопрос. Что означает, что антенна должна быть 50-омной антенной на некоторой частоте? Как сделать 50-омную антенну, скажем, 433,92 МГц? Какие есть варианты? Каковы последствия его отличия от 50 Ом?

Ответы:


8

Попытка думать, что 433 используется для макушки :) Это полоса слабых сигналов?

Во всяком случае, большинство двухсторонних радиостанций созданы для согласования с антенной до 50 Ом, и согласование остается на ваше усмотрение. Вы можете получить антенну, которая уже настроена, или вы можете выполнить сопоставление импеданса с помощью ряда методов (см. Ссылочную статью ниже).

С хорошим совпадением вы уменьшаете стоячие волны. Стоячие волны накапливаются, когда радиостанция посылает хорошо модулированный сигнал, но антенна не резонирует на этой частоте и вызывает стоячие волны, которые возвращаются прямо в радио и могут испускать финальную стадию.

Чем выше выходная мощность, тем больше это становится важным. При очень низкой мощности, скажем, <1 Вт, самое худшее, о чем вам следует беспокоиться, это то, что антенна не резонирует и ваш сигнал никуда не направляется. При более высоких мощностях, скажем, 50+ Вт, вы можете повредить передатчик менее чем за 1 секунду. Современные радиостанции имеют встроенные детекторы КСВ, которые отключают питание в случае обнаружения проблемы. Это не всегда гарантированно работать, хотя.

Эта страница излагает несколько ключевых вещей очень хорошо


3
Если это не общая полоса частот (например, ISM), я почти уверен, что она находится внутри полосы Хэма. В этом случае вы должны пройти тест для передачи в диапазоне. Тест охватывает эти вопросы.
Брэд Хейн

5
KC2QLW;) 433,92 МГц на самом деле является центральной частотой полосы ISM, а не частью спектра Хэма, и это подтверждается Частью 18 правил FCC.
Викацу

1
Это часть британской любительской группы 70 см. Люди не могли сесть в свои машины после парковки их рядом с радиопередатчиком любительского радио 70 см.
Леон Хеллер

2
@vicatcu - (Я ценю, что это старая ветка, но ваш комментарий требует комментариев ...), хотя 433,92 МГц - это частота ISM, это также 70-сантиметровая любительская частота по всему миру . Использование частоты для ISM не должно создавать помех для радиолюбителей, но вы можете пострадать от радиосигналов, используя ее! Смотрите также Leons комментарий!
Андрей

@ Андрей уверен, но вам не нужна лицензия для передачи по нему (в большинстве стран), это было моей главной идеей. Спасибо за разъяснение, хотя.
Викачу

15

Что означает, что антенна должна быть 50-омной антенной на некоторой частоте?

Это означает, что если вы применяете среднеквадратичную синусоидальную волну 1 В этой частоты на конце антенны, то в этой точке в антенне будет течь среднеквадратичное значение 1/50 А. V = IR


2
В точку. Это можно обобщить до утверждения, что отношение среднеквадратичного напряжения к току в любой точке антенны равно 50, а единица измерения, конечно, Ом.
Кевин Вермеер

2
Итак, как вы строите один для целевого сопротивления? Какой процесс проектирования?
Викачу

2
Также предположительно возникают недостатки, и вам нужно «настроить» схему на антенну (что-то в этом роде), есть ли четкий подход к этому?
Викацу

Радиолюбители используют измерители VSWR для проверки и настройки антенн.
Леон Хеллер

2
Если вы не используете какой-либо антенный тюнер (как правило, сеть LC), то почти всегда требуется выполнить некоторую пробную подстройку. Существуют всевозможные уравнения эмпирического правила, но лучший совет - обрезать свою (я предполагаю, прототип) антенну слишком долго и проверить ее с помощью измерителя, который может измерять прямую и отраженную мощность. Обрежьте, затем проверьте снова. Вы хотите настроить минимальную отраженную мощность, что будет означать, что ваша мощность излучается, а не отражается обратно в финал усилителя и нагревается.
Джесси

11

При обращении к радиочастотному оборудованию вы должны иметь дело с «характеристическим сопротивлением», которое является свойством антенн, линий питания и даже выходных каскадов передатчика.

Важно убедиться, что импедансы согласованы на всем пути от оборудования до антенны. Это более важно для передатчиков, поскольку требуется больше энергии, но не наносит вреда и приемникам.

Одна вещь, которую вы не хотите делать, это просто соединить два элемента с разными импедансами. Существуют радиочастотные трансформаторы различного типа, которые можно использовать для согласования секций, которые в противном случае были бы несовместимы. Любое резкое изменение импеданса приводит к тому, что РЧ-энергия, встречающаяся с рассогласованием, частично отражает, что-то вроде того, что происходит, когда свет падает на осколок стекла. Когда один конец системы представляет собой передатчик мощностью 100 Вт, это может привести к отражению значительной энергии обратно на выходной каскад передатчика. По сути, это просто неэффективно, поскольку отраженная энергия просто превращается в отработанное тепло в передатчике, а выходная мощность антенны уменьшается. Мера того, сколько происходит отражения, называется коэффициентом стоячей волны, часто сокращенно обозначаемым как КСВ.

Не все радиочастотные системы имеют сопротивление 50 Ом. Существуют виды коаксиальных кабелей (например, RG-59), которые имеют сопротивление 75 Ом, и 300-омный двойной вывод, которые не являются редкостью.



4

1/4 волновая антенна с четырьмя 1/4 волновыми лучами при 45 градусах даст сопротивление, близкое к сопротивлению 50 Ом.


Это очень полезно. Я не инженер-электрик, и поэтому был бы очень заинтересован в такой эвристике. Пожалуйста, добавьте больше, если вы знаете что-либо.
Дирк

3
Это на самом деле не эвристика, это можно предсказать из базовой электромагнитной теории. Нечто похожее - сопротивление сложенного полуволнового диполя - 300 Ом.
Леон Хеллер

2
Другим примером является импеданс 30 Ом вертикальной волны 1/4 над земной плоскостью.
Леон Хеллер

Микрополосковая линия со стандартным материалом для печатных плат FR4 будет иметь ширину около 0,1 ".
Леон Хеллер,

1
Диполь с наклонностью / падение ног может быть легко сделано до 50 Ом.
neonzeon

4

Также полезно понять, почему 50-омная антенна так важна.

Допустим, у вас есть источник с выходным сопротивлением (сопротивлением) 50 Ом, как идеальная комбинация батарея / резистор на следующей диаграмме:

схематический

Если вы хотите извлечь максимальную мощность из вышеуказанного источника, нагрузочный резистор должен быть 50 Ом. Попробуйте сами - введите 40, 50 и 60 Ом и рассчитайте, сколько энергии идет на нагрузку в каждом конкретном случае.

Вот почему важны 50-омные антенны: источники, которые управляют ими, обычно имеют 50-омное сопротивление.

Поэтому, если вы хотите обеспечить наибольшую мощность РЧ от вашего 50-омного источника к вашей антенне - вуаля, только 50-омная антенна сделает это!


Вернуться к основам это хорошо! Я никогда не мог придумать хорошего объяснения, когда приложение является получателем . Знаете ли вы какие-либо объяснения, которые начинаются с волны, падающей на антенну, и все еще работают? Я никогда не видел, чтобы это было сделано.
ухо

1
Одно разумное предположение состоит в том, что сопротивление 50 Ом было хорошим компромиссом между мощностью и низкими потерями для воздушно-диэлектрической коаксиальной линии питания.
neonzeon

Ой! microwaves101! Я искал этот сайт некоторое время назад, и не мог вспомнить, как он назывался. Я читал некоторые интересные вещи о глубине кожи на частоте 60 Гц некоторое время назад, когда ехал на автобусе, а позже не мог вспомнить, что и где. Отлично, спасибо!
Ух


0

50 Ом - это входное сопротивление линии питания антенны. В обычной практике мы подключаем антенну с разъемом 50 Ом (например, SMA, Coax ...), поэтому полное сопротивление питающей линии также должно составлять 50 Ом.

Для дизайна антенны Bluetooth на частоте 2,4 ГГц вы также можете обратиться по ссылке https://anilkrpandey.wordpress.com/2017/01/19/inverted-f-bluetooth-antenna-design-for-smart-phone/

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.