Перейти к содержанию

Настройка согласующей цепи спиральной антенны 433МГц

Добрый день!

 

Передатчик на 433МГЦ, собранный по типовой схеме, согласующая схеме из даташита в виде LC фильтра, нагрузил на спиральную антенну и обнаружил что дальность работы хуже аналогов. Применение прямого проводка увеличивает дальность связи в 1.5 раза, но все равно меньше возможного.

Натолкните пожалуйста на мероприятия по настройке схемы под нужную антенну. На спиральные алиэкпрессовские антенны никакой информации нет, кроме их длины в 26мм и диаметр 5мм.

Я предполагаю так - спиральная антенная обладает индуктивностью. Эта индуктивность суммируется с индуктивностью выходного контура передатчика и снижает резонансную частоту.

так, или это слишком обывательски? Чем вооружиться для расчета согласования?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Добрый день!

 

Передатчик на 433МГЦ, собранный по типовой схеме, согласующая схеме из даташита в виде LC фильтра, нагрузил на спиральную антенну и обнаружил что дальность работы хуже аналогов. Применение прямого проводка увеличивает дальность связи в 1.5 раза, но все равно меньше возможного.

Натолкните пожалуйста на мероприятия по настройке схемы под нужную антенну. На спиральные алиэкпрессовские антенны никакой информации нет, кроме их длины в 26мм и диаметр 5мм.

Я предполагаю так - спиральная антенная обладает индуктивностью. Эта индуктивность суммируется с индуктивностью выходного контура передатчика и снижает резонансную частоту.

так, или это слишком обывательски? Чем вооружиться для расчета согласования?

Так а что за передатчик, что за чип? Там не фильтр LC а трансформатор волнового или Г цепка. Для подгонки волнового антенны с выходом. Не корректно индуктивность суммировать с индуктивностью выходного контура передатчика, там она распределенная а не сосредоточеная. Суть этой спиральки антенны, это скрученый вертикал, уменьшен КПД антенны, для компактности. Важный элемент антенны земляной полигон, а какой он у вас? Еще важный элемент для дальности связи развязка по питанию, чистое питание у приемника, передатчика. Если есть шумы по питанию на приемной стороне, они понижают чувствительность. Ну и ширина полосы какая у вас? Широкая полоса даст меньшую дальность. ...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Orc, заниматься Вч и СВч техникой без знаний и специального оборудования - занятие бессмысленное...

Вот что в миру означает термин "Спиральная антенна"...

https://www.google.ru/search?newwindow=1&am.....0.tkkn1TH-6gU

А Вы что имеете ввиду?

Но если очень хочется, сделайте себе хотя бы индикатор поля (полуволновой диполь с высокочастотным диодом) и подключите его к осциллографу (режим измерения постоянного тока). Индикатор позволит отслеживать изменение напряжённости поля вблизи излучающей антенны при манипуляциях с цепями согласования....

Если смысл сказанного Вам не понятен, то либо учитесь, либо займитесь чем-нибудь по-проще...

Изменено пользователем варп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Спасибо за ответы.

Прикладываю расширенную информацию

Передатчик CMT2110AW, приложил типовую схему из даташита.

Спиральная антенна https://ru.aliexpress.com/item/50pcs-433mhz...iceBeautifyAB=0

 

Полигон рядом с антенной ввиду компактности платы, получился 25х25мм. | █

параллельно оси антенны. Расстояние между ними 2.2мм. Возможно что чуть больше, т.к. антенна приподнята над платой ввиду своей геометрии.

 

Питание от батарейки 3В

 

 

 

 

 

По поводу ширины полосы, наверное это имелось ввиду?

 

Ну а общая идея все таки, какая? несмотря на кажущуюся простоту выходной цепи, количество комбинация элементов не вообразимо. Нужен какой то технический подход, а не перебор комбинаций.

 

Там не фильтр LC а трансформатор волнового или Г цепка. Для подгонки волнового антенны с выходом. Не корректно индуктивность суммировать с индуктивностью выходного контура передатчика, там она распределенная а не сосредоточеная. Суть этой спиральки антенны, это скрученый вертикал, уменьшен КПД антенны, для компактности.

Да, согласен. Скрученная спиралька и прямой провод длиной 17см, как они отличаются по частотным свойствам?

post-8572-1530069862_thumb.jpg

post-8572-1530070593_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Orc, я надеюсь, Вы же поняли, что то, про что Вы спрашиваете - это ни разу не спиральная антенна... Это просто до предела УКОРОЧЕННЫЙ вертикальный штырь (1/4 длины волны). Поясню на пальцах-

.... Простейшая антенна с круговой диаграммой направленности - это ШТЫРЬ равный четверти длины волны...

При такой длине штыря, штыревая антенна имеет чисто активное сопротивление ( идеал, в плане согласования).

Если сделать длину штыря МЕНЬШЕ четверти длины волны, то сопротивление антенны станет комплексным..., то есть появится емкостная составляющая.... Вот эту нежелательную ёмкость и пытаются компенсировать добавляя последовательную индуктивность....Но это - плохое решение... - антенна становится ОЧЕНЬ узкополосной ( резонанс ведь только на одной частоте), но главное - эта антенна ХУЖЕ обычного штыря длиной в четверть длины волны....

И чего Вы добьётесь использовав то о чём спрашивали? Ответ - ничего.... Только хуже сделаете...Да и не согласуете Вы её НИКОГДА - это довольно сложно, даже когда смотришь на экран измерителя АЧХ (амплитудно-частотных характеристик )..., а без приборов - шансов - ноль... Да и зачем, если обычная проволочка будет работать лучше Вашей спирали....

Не занимайтесь ерундой...- Вас разводят, как последних лохов, продавая проволочные спиральки, которые Вы сами могли бы намотать...( сто штук в час...)... :)

Изменено пользователем варп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Orc, я надеюсь, Вы же поняли, что то, про что Вы спрашиваете - это ни разу не спиральная антенна... Это просто до предела УКОРОЧЕННЫЙ вертикальный штырь (1/4 длины волны). Поясню на пальцах-

.... Простейшая антенна с круговой диаграммой направленности - это ШТЫРЬ равный четверти длины волны...

При такой длине штыря, штыревая антенна имеет чисто активное сопротивление ( идеал, в плане согласования).

Если сделать длину штыря МЕНЬШЕ четверти длины волны, то сопротивление антенны станет комплексным..., то есть появится емкостная составляющая.... Вот эту нежелательную ёмкость и пытаются компенсировать добавляя последовательную индуктивность....Но это - плохое решение... - антенна становится ОЧЕНЬ узкополосной ( резонанс ведь только на одной частоте), но главное - эта антенна ХУЖЕ обычного штыря длиной в четверть длины волны....

И чего Вы добьётесь использовав то о чём спрашивали? Ответ - ничего.... Только хуже сделаете...Да и не согласуете Вы её НИКОГДА - это довольно сложно, даже когда смотришь на экран измерителя АЧХ (амплитудно-частотных характеристик )..., а без приборов - шансов - ноль... Да и зачем, если обычная проволочка будет работать лучше Вашей спирали....

Не занимайтесь ерундой...- Вас разводят, как последних лохов, продавая проволочные спиральки, которые Вы сами могли бы намотать...( сто штук в час...)... :)

промышленные датчики с пружинными (как хотите называйте) антеннами работают на бОльшее расстояние, чем мой датчик с пружинной антенной. Разница по дальности примерно вдвое.

Размотанная спиралька примерно соответствует по длине 1/4.

Итак, алгоритм из вашего сообщения следующий -

1. схему из даташита оставить

2. согласовать антенну с даташитным включением, пробуя изменять число витков (откусывая по одному витку). Вот добавлять не получится.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
2. согласовать антенну с даташитным включением, пробуя изменять число витков (откусывая по одному витку). Вот добавлять не получится.

Думаю, откусывая витки, Вы улучшения не добьётесь. Такие антенны( пружинки) имеют входной импеданс ниже 50 Ом, откусывания ещё его понизит.

Предполагаю, что согласующая выходная схема должна быть нагружена на 50 Ом. Поэтому нужно добиваться от антенны 50 Ом или менять схему согласования. Не забывайте, что "пружинка" это только часть антенны. Вторая половина антенны это Ground платы+ батарейка и прочие проводки подключенные к плате( если они есть). После установки платы с "пружинкой" в пластиковый корпус входной импеданс антенны опять изменится. Т.е.лучше настройку проводить сразу в таком корпусе. Если проводить настройку будете Ксв метром, обеспечьте отсутствие поверхностных ВЧ токов на оплётке измерительного кабеля.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
промышленные датчики с пружинными (как хотите называйте) антеннами работают на бОльшее расстояние, чем мой датчик с пружинной антенной. Разница по дальности примерно вдвое....

Ну, это и так понятно - их, профессионально согласованные антенны, работают лучше Ваших... Кто бы сомневался... (без обид - чистая физика...)

 

Итак, алгоритм из вашего сообщения следующий -

1. схему из даташита оставить

...

Схему - оставить конечно... Всё равно, без знаний и приборов - лучше не сделаете....

 

....

Итак, алгоритм из вашего сообщения следующий -

...

2. согласовать антенну с даташитным включением, пробуя изменять число витков (откусывая по одному витку). Вот добавлять не получится.

Orc, повторяю - забудьте Вы про эту "пружину".... Намеренно укорачивать антенну без крайне на то нужды - это не профессионально.... Пример - Вы не можете разместить на крыше автомобиля антенну длиной 3 метра.... Здесь - укорочение вынуждено и оправдано...

Ваш случай - 433 Мгц... Четверть длины волны - это всего 17,32 см.... Зачем её укорачивать? На Вас что, маркетологи давят...? Или Вам,таки, нормальная связь нужна?

Если направление на приёмник точно известно, то я бы направленную антенну поставил с большим коэффициентом усиления....

Вы недооцениваете важность коэффициента усиления антенны - применение антенны с коэффициентом усиления равным 10, эквивалентно увеличению мощности передатчика в десять раз....

----------

....а индикатор поля сделайте обязательно ... - без объективных показаний невозможно двигаться в правильном направлении...

------

....

... Скрученная спиралька и прямой провод длиной 17см, как они отличаются по частотным свойствам?

...отличаются, как день и ночь - прямой провод длиной 17см эквивалентен РЕЗИСТОРУ 50 Ом...., а скрученная спиралька - ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ LCR колебательный контур с резонансом на частоте 433 Мгц...

Изменено пользователем варп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
2. согласовать антенну с даташитным включением, пробуя изменять число витков (откусывая по одному витку). Вот добавлять не получится.

Откусывая витки, Вы увеличиваете рабочую частоту антенны. А оно надо ? Нужно изначально сделать (играясь числом витков, диаметром намотки и ее шагом) резонанс в середине рабочего диапазона (причем не "голой" антенны, а как правильно замечено, в составе устройства, в собранном корпусе). Когда-то давно такие "спиральки" делали практически вообще без приборов - простейший индикатор поля и передатчик с достаточно широким диапазоном. Но полноразмерному штырю укороченный вариант все равно проиграет.

 

С CMT2110AW вполне можно снять АЧХ антенны и всей системы в целом - сделайте передачу с шагом, например, 1 MHz в диапазоне 420..450 MHz, и поглядите индикатором поля, подключенным к скопу, засинхронизировав развертку с началом цикла. Детектором - BAT62 или китайский AD8307, и то и другое доступно и недорого, и обладает неплохой чувствительностью.

Изменено пользователем rx3apf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Спасибо за ответы.

Прикладываю расширенную информацию

Передатчик CMT2110AW, приложил типовую схему из даташита.

...

Полигон рядом с антенной ввиду компактности платы, получился 25х25мм. | █

параллельно оси антенны. Расстояние между ними 2.2мм. Возможно что чуть больше, т.к. антенна приподнята над платой ввиду своей геометрии.

 

По поводу ширины полосы, наверное это имелось ввиду?

...

Да, согласен. Скрученная спиралька и прямой провод длиной 17см, как они отличаются по частотным свойствам?

У вас проблема с близким расположением из-за компактности, нужно делать из рекомендаций хотябы. Ну и главное - малый земляной полигон это вторая часть антенны. Столь малый он и даст вам проблему с согласованием. Ближняя зона антенны должна быть сделана корректно. У тех же компаний Silabs, Ti ,Semtech, HopeRF есть ANы для этих антенн.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Доброго дня.

 

Могу посоветовать настроить согласование по максимуму излучения.

Для этого нужен какой либо индикатор поля. Как здесь уже написано - простейший детектор с осциллографом.

В полуметре от спирали размещаете обычную антенну (лучше, если использовать направленную), и начинаете подстраивать в первую очередь L3/C3, далее L2/C2.

Естественно, вместо конденсаторов нужны миниатюрные СВЧ подстроечники, минимальных размеров, и индуктивности придётся делать из медного провода.

Изменение индуктивности - растягивая и сжимая витки. При этом оси катушек L2 и L3 не должны совпадать.

 

Сделайте максимально возможными размеры земли. Можно использовать для этого экран для всего передатчика.

Естественно, в одну сторону - антенна, в другую - экран. С соблюдением нужной поляризации.

Экран должен иметь максимальную площадь соединения с выходными цепями, как можно ближе к точек подключения антенны.

 

И последнее.

2 раза по дальности - это 3 дБ по мощности. Что вполне приемлемо и без всяких подстроек-подгонок.

Хотите получить уверенную связь - берите половину или треть от максимальной.

Работа на "грани слышимости" - всегда чревата.

 

Хотите кардинально решить проблему - тогда или направленная антенна, или дополнительный внешний каскад усиления.

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для таких антенн 2 раза по дальности - это минимум +6 дБ. Можно обеспечить дальность также и снижением уровня шума на Rx.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

обновление инфы.

если антенну поставить перпендикулярно плоскости земли, то дальность хорошая. То есть если сделать -////- █

 

при размещении | █ - дальность падает.

Очевидно, понимаю всё. Но если способы поднять эффективность?

В маленьком корпусе невозможно поставить как -- █

 

направленная не подойдет, нужен прием в любом направлении

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
обновление инфы.

если антенну поставить перпендикулярно плоскости земли, то дальность хорошая. То есть если сделать -////- █

 

при размещении | █ - дальность падает.

Очевидно, понимаю всё. Но если способы поднять эффективность?

В маленьком корпусе невозможно поставить как -- █

 

направленная не подойдет, нужен прием в любом направлении

Например использовать другую более дорогую антенну Ceramic chip W3015 от компании Pulse

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Добрый день!

 

Передатчик на 433МГЦ, собранный по типовой схеме, согласующая схеме из даташита в виде LC фильтра, нагрузил на спиральную антенну и обнаружил что дальность работы хуже аналогов. Применение прямого проводка увеличивает дальность связи в 1.5 раза, но все равно меньше возможного.

Натолкните пожалуйста на мероприятия по настройке схемы под нужную антенну. На спиральные алиэкпрессовские антенны никакой информации нет, кроме их длины в 26мм и диаметр 5мм.

Я предполагаю так - спиральная антенная обладает индуктивностью. Эта индуктивность суммируется с индуктивностью выходного контура передатчика и снижает резонансную частоту.

так, или это слишком обывательски? Чем вооружиться для расчета согласования?

Могу продать на этой неделе настроенную на 433МГц хелик антенну (она включает сам хелик и с выходом на коннектор SMA и кое что еще, что все вместе называется антенна. К антенне прилагается график КСВ в диапазоне 433МГц. Нужен размер Вашего корпуса (металлический) под который тюнится антенна. Если это просто РСВ без ничего, то нужен размер РСВ и ее земли и под нее настроится антенна. Вы должны гарантировать, что Ваш передатчик рабочий на нагрузку 50Ом (например показать на анализаторе несущую и ее мощность). Стоит такая единичная антенна и работа 5 тыс руб. Вот собственно здесь все ответы на все Ваши вопросы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти