Пытаюсь сделать ректенну на 868МГц,
в качестве антенны выбрал PIFA, рассчитал в ADS, получилось вот такое:






далее в том же ADS используя их модель диодов HSMS-2852 смоделировал импеданс удвоителя:



согласование антенны и удвоителя



итоговая схема



разводка



плата



Кондёры Murata NP0, индуктивность 1% Murata проволочная на керамике.
Увы нет доступа к анализатору, чтобы снять характеристики антенны и удвоителя.

В общем немного неоптимально и коряво сделано, но по идее хоть как-то должно работать.
Но нет. На передатчик +15dBm на выходе и с китайской антенной-спиралькой, реагирует только с расстояния в пару сантиметров между антенной передатчика и приёмника. Напряжение на выходе при этом единицы милливольт. Это очень мало по сравнению с тем, что обещается в datasheet/an на HSMS-2852.

Подскажите, в какую сторону копать? Это могут быть проблемы с согласованием/корявой сборкой или же всё так и должно работать, и сигнал на выходе надо искать в районе микровольтов?

А если убрать правый "горизонтальный" диод (заменить резистором на сотню кило), использовав классическую схему без удвоения ?

Выложите геометрию антенны, что то слабо верится, что её входной импеданс без реактивной составляющей. проверю в HFSS. Я индикатор поля делал на HSMS с одним диодом - хорошо работает. Правда заменил на КА201 - чувствительность выше получается.

По геометрии - в аттаче гербер.
А вы HSMS со смещением включали?
По чувствительности самые интересные диоды из zero bias это SMS7621. Но их достать достаточно сложно.

По практическому опыту не-zerobias работают ничуть не хуже, при нулевых смещениях. Из доступного ширпотреба - BAT62.

Возможно, что нет согласования детектора с антенной.
Входное сопротивление детектора имеет слишком большую добротность (реакт./активн.)!!!
Очень просто в этом случае промахнуться с резонансом.

Варианты
1. Подстроить индуктивность 68 нГн. Сделать простую проволочную, 5...8 витков на оправке около 3 мм и подстраивать.
2. "Нафиг" выбросить согласование.
3. Отказаться от удвоителя (без согласования). Просто один диод и нагрузить антенну на резистор 50...100 Ом.

+ Добавить на выходе операционный усилитель с усилением 50...100

И...
Чувствительность такого детектора не более -20 дБм!!!
Может поэтому вы и видите такой результат.
Пара сантиметров от передатчика +15 дБм, это примерно -5...-10 дБм на приемной антенне.
Остальное теряете на "согласовании".

Если передающую антенну поставите впритык к приемной, то получите на входе приемной примерно +5...+9 дБм (т.е. потери 6...9 дБ).

Сообщение отредактировал Redcrusader - Jun 8 2017, 01:04

Вполне регистрируемый отклик (десятки uV) появляется уже при примерно 1 mV входного. Т.е. лучше -45, а вовсе не -20. Ну, а если нужно еще лучше и не хочется возиться с линеаризацией - китайский AD8307 стоит совершеннейшие копейки...

Ну и если есть какие-то сомнения в работе спроектированной антенны - всегда ж (на таких частотах) можно делать дипольчик или "четвертушку" и проверить, кто виноват. Делов-то на пять минут с перекурами.

Сообщение отредактировал rx3apf - Jun 8 2017, 08:59

Koizumi, посмотрел я Вашу геометрию антенны, как и предполагалось - реактивность присутствует значительная. Усиление её около минус 0.7 дБi.
Я бы изменил конструкцию антенны, сделал бы разрезной симметричный диполь( для укорочения в виде меандров) с рефлектором. В разрез ставите диод , симметрично две индуктивности к конденсатору около 100 пФ, и параллельно ему магнитоэлектрический стрелочный микроамперметр на 50-200 мкА ( в Митино я их по 200 р покупаю, от старых переносных магнитофонов)
Я таким уже лет 15 пользуюсь
p.s. Диод у меня без смещения работает, при 12 дБм на диполе - индикатор видит излучение с 20/30 см



Сообщение отредактировал uve - Jun 8 2017, 09:32

Я писал про дБм!
Если считать в дБВ, то -45 и получиться.
Или я где-то не прав?
У меня всегда так на диодах шоттки получалось. Правда, это было в очень широкой полосе (десятки МГц и более).
В узкой полосе, конечно, можно и "чувствительее" получить.

0 dBm == 221 mV на 50-омной нагрузке. -20, соответственно, 22 mV. А реально-то работает от 1 mV (понятное дело, что без линеаризации уж никак).

Да, само собой, в широкой полосе (линеаризация у меня вообще на десятках kHz была).

Сообщение отредактировал rx3apf - Jun 8 2017, 09:19

Это может быть легко, дело в том, что импеданс детктора очень сильно меняется от сигнла на входе.
При -40дБм он один, при -20дБм он уже совсем другой.
Но это не мешает западным коллегам писать целые труды по ректеннам на этом диоде.
Например вот это



1. И в самом деле, отличный варианат. В памяти даже всплыла картинка. Сегодня попробую.

2. КДП упадёт. Это всёже ректенна.
3. Аналогично 2. Как детектор оно конено же работает, и резистор на антенне решил бы вопрос, если бы не нужно было каждый милливатт собирать.
+ если добавить усилитель, то чем его питать? Смысл ректенны в том, что питания нет, необходимую энергию нужно принять.



В datasheet на диод написано, что он не любит на входе больше -20дБм. А чует от -57дБм.




Хм. Это из практики? В теории (Затухание сигнала)на расстоянии 0.5 метра на частоте 868МГц затухание будет 25.19дБ по воздуху.
При выхлопе с передатчика +15дБм(допустим если усиление его антенны хотябы компенсирует потери на её подключение)
На антенне приёмника должно быть что-то около -10дБм.



Это не моя антена, а от TI. Только что я её подогнал под нужную частоту.
Design Note DN023 SWRA228C 868 MHz, 915 MHz and 955 MHz Inverted F Antenna

В любом случае диполь я тоже пробовал. Это было первое что я пробовал, но с тем же результатом по чувствительности(хотя и без согласования, просто диод в диполе).
Я уже думаю, может диоды бракованые, или я их как-то палю при оплавлении.

Как вариант, попробуйте с другими диодами (может, и в самом деле дохлые ?). Из отечественных Д40x, Д60x, КА104, КА105, 2А201, подойдет даже Д18 или Д20. Что-то из старых детекторных HSMS28xx водится в самых старых мобильных телефонах.

1. Намотал вместо фирменного дросселя свою катушку, поотгибал витки, Эффекта нет.
2. Полностью убрал цепи согласования по рекомендации Redcrusader, поставил резистор параллельно антенне, чувствительность увеличилась втрое. До 8 см между антеннами 1мВ на выходе.
3. Сделал согласование с импедансом от uve. Чувствительность низкая, как и раньше. В этом варианте тоже поставил самодельную катушку и поигрался с параметрами.
4. Купил диоды HSMS2852 из другой партии, Аналогично, чувствительность низкая, менял на HSMS2822 - чувствительность ещё ниже.

p.s. кажется проблемы с передатчиком. Поднёс yaesu vx-7r на 470мгц, на выходной мощности 50мВт. С расстояния 50см от платы до рации - получается снять 20мВ с удвоителя.

p.p.s. проблема была даже не с самим пердатчиком. Передатчик честно отдавал +15дБм, а вот китайская антенна-спиралька подвела.


Не знаю, что за сумрачный гений это придумал, но она вообще почти не излучает. Воткнул вместо неё четвертьволновый кусок провода и всё завелось. Теперь осталось согласование и получить максимальный КПД.

Сообщение отредактировал Koizumi - Jun 8 2017, 15:31

Спиралька не похожа на 868 MHz, скорее на 433.

Итак на передатчике 32мВт (+15дБм) на PIFA антенну с цепями согласования из первого поста удалось выжать 56.7 мВ на расстоянии 0.5 метра.
Расчётное затухание на этом расстоянии 25.19дБ, на антенне должно быть теоретически -10дБм, что даёт 70 милливольт на 50омах.



Саму антенну пришлось немного удлинить



Антенна шла с модулем передатчика на 868. У меня есть и такие же модули на 433, там другая антенна.
Слева 433, справа 868.


Теперь добавить каскадов умножителя, сделать нормальную антенну с хорошис усилением и можно воплощать самые неожиданные фантазии.
Например



Остался только один вопрос нерешённый. Почему моделирование в ADS и HFSS не совпадет?

Вопрос к uve
Я делал модель на FR-4, толщина 0.8мм, медь двухсторонняя, 35 микрон.
Обсчёт FEM с дельтой 0.005.
consecutive passes to delta error 2
maximum number of adaptive passes 50
А у вас какие параметры модели?




Сообщение отредактировал Koizumi - Jun 8 2017, 17:31