Добрый день.

Товарищи подскажите как грамотно реализовать задачу. Для FM передатчика, построенного на микросхеме MAX2606, хотелось бы сделать маленькую антенну. Антенна с передатчиком должна помещаться в коробочке 100х100 мм. Может быть получится сделать PCB антенну. Дальности передатчика 5 метров будет достаточно.

На каких частотах работа? На какое сопротивление нагрузки рассчитан передатчик? Сколько места на плате выделено для антенны? Каков корпус девайса? Допустимый Ксв?

Частоты такие: 87,5 - 108 МГц. Хотелось бы принимать на любой бытовой приемник в том числе и во встроенный в телефон.
Места пусть будет 100мм х 100мм (хотя сам передатчик с обвязкой занимает площадь 20мм x 20мм).
Корпус устройства будет выполнен из пластика. Попробую найти что - нибудь готовое, но если не получится, то печать на 3D принтере.
Выход микросхемы передатчика: Both outputs (OUT- and OUT+) are open-collector types and require a pull-up element to VCC. Выходная мощность на 50 Ом минус 10dBm.
Про допустимый КСВ не знаю что сказать, т.к. пока не знаю что это и на что он влияет.

p.s. Понял что такое КСВ. Хотелось бы хорошего КСВ добиться.

Сообщение отредактировал Caruso - Feb 21 2018, 11:50

Хороших характеристик антенны вряд ли удастся добиться- слишком широкая полоса рабочих частот Вам требуется и слишком мал выделенный для антенны обьём пространства. Но что то псевдо-рабочее можно создать и будет функционировать, учитывая необходимую дальность 5 м. Теперь нужно создать по Вашей геометрии платы и корпуса модель в электромагнитном симуляторе и получить приемлемую антенну. Нормальный Ксв во всём диапазоне не получится, не плохо было бы, чтобы девайс питался от сетевого источника питания - хотя бы противовесная часть антенны будет приближена по размеру к необходимому для используемых длин волн. Если решите, что созданием проекта антенны буду заниматься я - пишите в личку.

Сообщение отредактировал uve - Feb 21 2018, 12:09

Caruso, пРоверьте - при такой мизерной дальности и озвученной Вами мощность передатчика никакая серьёзная антенна Вам, скорей всего, не понадобится ...- оно и на "гвоздь" будет работать...

Antenna for FM Transmit
-Embedded stub (wire)
-Embedded loop (wire)
- Embedded stub (PCB trace)
Или моделирование или ручками собрать и отстроить ксв. В любом случае это резонансная антенна и требует настройки. Если на глаз, то или никаких метров или очень мало или повезет и случайно попадете.
А выбор для передатчика не удачный. Можно найти чипы со всей начинкой.

Совсем простых решений нет и без дополнительных измерений (или моделирования) не обойтись.
Алгоритм приблизительно такой.
1. Выбирается излучатель. Это может быть полоска фольги шириной 10-20мм, расположенная либо по диагонали вашей платы 100х100мм, либо Г или П - образная полоска, а может быть и рамка по периметру. Можно использовать Z-образный (индуктивный), а так же объемный спиральный спиральный излучатель. Все зависит от конфигурации земляного контура.
2. Измеряется импеданс излучателя Zin относительно земляного контура (общей шины).
3. Рассчитывается, или моделируется ШСУ - широкополосное согласующее устройство для согласования Zin с 50-Омным выходом передатчика. При таких размерах антенны для этого частотного диапазона Fв/Fн=1.23, значение КСВ может оказаться порядка 10-15.
4. Рассчитывается П или Т-образный 50-Омный аттенюатор между ШСУ и передатчиком, который обеспечит окончательное согласование до приемлего КСВ (1.5-3.0). Этого ослабления 3-5 дБ вполне хватит для ваших 5 метров, да и передатчик будет чувствовать себя комфортно...

По сути так и происходит. Я припаиваю провод 6 см длиной и на приемнике принимаю сигнал. Но какой - то прием не уверенный. Например руками машешь около передатчика (на расстоянии 20 - 30см) прием ухудшается. Вот я и предположил, что передающая антенна плоха.
Кстати, вот такую антенну нашел:



Сообщение отредактировал Caruso - Feb 21 2018, 14:38

Да, для приемника антенна неплохая, но вам же нужна для передатчика.

"The antenna resonates at 91.5 MHz with a −2 dB bandwidth of 30.5 MHz (77.3–107.8 MHz) which is compared to the results in Figure 2. The simulated results provide a −2 dB bandwidth of 18 MHz (83–101 MHz)."

У них рассчетный, да и измеренный S11 в полосе частот -2 дБ, что соответствует КСВ=8.7. Для передатчика это плохо, антенна высокодобротная и влияние на нее окружающих предметов велико.

Прочитал даташит на MAX2606, пишут, что наличие встроенного дифференциального буфера обеспечивает достаточную развязку между генератором и нагрузкой. Может быть и будет нормально работать на плохой КСВ. Нужно проверять...

Здравствуйте ТС.
При заданной дальности можно обойтись "куском ржавого гвоздя". Именно так поступают китайцы в автомобильных FM-модуляторах.
Если же Вам нужна максимальная эффективность - тогда к симметричному выходу более всего разумно использовать симметричную антенну.
Обычная петля по вашим максимальным габаритам, и цепи согласования (не более 8 элементов L/C).
Петля - кусок медного провода диаметром 1...2 мм.
Понадобится посчитать - пишите в личку.

Я всех благодарю за интерес к моему вопросу.
Вот какие вопросы у меня возникли.
Я так понимаю, что антенна может иметь почти любые размеры, в разумных пределах. Когда антенна маленькая, то на первое место выходят цепи согласования, которые понизят КСВ до приемлемого.
1. Какой КСВ для моих условий считается хорошим?
2. Если КСВ большой, то как это отразится на пользователе (дальность упадет, полоса частот сузится)?
3. Диаграмма направленности антенны. Если эта антенна pcb, то какая у нее диаграмма направленности. Если приемник будет расположен не над/под плоскостью pcb антенны, а в плоскости, то это ухудшит его прием. Или там диаграмма направленности - что - то типа шара.
4. Если антенна pcb, то земляной полигон на обратной стороне платы под антенной не делается?

Сообщение отредактировал Caruso - Feb 22 2018, 06:45

Совсем не правильно понимаете про любые размеры и пр. А советы про гвозди это наверно плотник еще один завелся, надоело табуретки сбивать, решил антеннами заняться. Выше правильно отметили , что проблема Ваша в том, что Вы хотите передавать, а не принимать и это в корне меняет подход. Можно однозначно разделить в FM (тоже и в TV, GPS...) есть антенны только приемные и передающие. Передающие антенны могут работать однозначно также и приемными, а только приемные никогда на передачу работать не будут. Считаем бюджет Вашей радиолинии из школьного учебника физики 5 класс (антенна дублинцев)
Calculate the Signal Lost in Free Space
Distance (d) 5м
Frequency (f)100МГц
Transmitting Antenna Gain (GTx)-25dBi
Receiving Antenna Gain (GRx) -20dBdBi
Result
Free Space Path Loss
76.42dB
Берем Ваш пример спецов из Дублина, хорошо согласованная в узкой полосе и плохо во всей. Плохо это S11=-2dB. Это значит в антенна потеряет на передачу еще 4dB и на приеме тоже 4dB (на приеме неизвестно, наверняка еще больше). Итого уровень сигнала на входе ресивера -84dBi при условии чистого излучения в эфир 0dBi. Еще одна большая проблема- кпд такой антенны этак 10%. Ну в общем ресивер получить -90dBi. это уже за пределами чувствительности FM ресивера а для нормальной работы ему надо не менее -80dBi. Это означает, что для компенсации таких потерь к такой антенне надо подвести 35dBi мощности передатчика, более 2W. И еще внимательно посмотрите на статью. Антенна должна стоять вертикально, а площадь земли под ней почти бесконечность. Любые другие модификации малых передающих FM антенн будут иметь или такие параметры или еще хуже.

Что значит 2W? Это чтобы передать на 5 метров?

Я правильно понял, что одинаково хорошую антенну на весь диапазон 87,5 - 108 МГц сделать не получится?

Именно так!
Специалист, с детсада разбирающийся в вопросах спектрального шума второго гетеродина - плохого не посоветует.)
ТС, очевидно, придётся отправиться в первую четверть 6-го класса школы, на предмет изучения усилителей мощности.
10 м - 10 Вт, ну а что бы с запасом - тады уже сразу киловатт!
Одно счастье - у соседей на том УКВ утюги будут работать.)