PCB FM-антенна, Примеры, теория? Опции

[Partizzan]

Добрый вечер, форумчане!
Решил я сделать небольшой девайсик на основе SI47xx, чтоб и слушать радио можно было, и передавать на магнитолу музыку. Нарыл в интернете всю документацию от SiLabs. Набросал список фич, которые хотелось бы иметь, примерный вид схемы набросал и "стопорнулся" на выборе антенны для сего девайса. Хотелось бы иметь одну (НЕ ВНЕШНЮЮ) антенну для приема и передачи, но...
В даташитах у SiLabs есть разводка печатных плат и примеры антенн, но у меня (так как никогда такого рода устройств не собирал) возникла куча вопросов: начиная от "А почему именно такой вид антенны?" и заканчивая "А может какие-то еще есть варианты PCB-антенн?"... Конечно, понимаю, что можно было взять готовый вариант антенны из даташита и не мучиться, но хочется не только сделать, но и понять... Так сказать, заполнить пробел в образовании ;-)
Поэтому и решил обратиться к вам: помогите разобраться с процессом разработки PCB-антенн. Может кто-то из вас уже применял их в своей практике или, по крайней мере, знает, где найти информацию по этой теме.

Меня интересует:
1) основные виды PCB-антенн и выдвигаемые к ним требования;
2) теория разработки PCB-антенн;
3) есть ли (уверен процентов на 85, что есть) какое-нибудь ПО для расчета и моделировния PCB-антенн.

Буду благодарен за любые подсказки, ссылки и советы!
Заранее спасибо :-)

[felix2]

Добрый вечер, форумчане!
Хотелось бы иметь одну (НЕ ВНЕШНЮЮ) антенну для приема и передачи, но...

А что значит "НЕ ВНЕШНЮЮ", вы ее куда впендюрить хотите?

[Partizzan]

А что значит "НЕ ВНЕШНЮЮ", вы ее куда впендюрить хотите?

С данными приемопередатчиками можно использовать как внешнюю антенну (например, кусок провода), так и антенну, разведенную на плате. В том-то все и дело, что хочется знать, в какие минимальные размеры сию антенну вместе с девайсом можно "впендюрить".

[EVS]

В том-то все и дело, что хочется знать, в какие минимальные размеры сию антенну вместе с девайсом можно "впендюрить".

Ну а вы подумайте сами. Есть усилитель с вх.сопр. около 4к. Плюс встроенный варикап параллельно на землю. Снаружи вешается инд и этот пар.контур варикапом постоянно отслеживает частоту настройки. Все. И туда же на вход припаивается некий проводник. Конфигурации и длины практически некритичных. В разумных пределах. Типа, антенна. Минимальная длина ограничена исключительно жадностью к габаритам и чувститеьностью по полю. С рекомендуемыми 6 см будет ловиться много, с 5 см - меньше, ну и т.д. В цифрах это выразить нереально. Но, судя по этой рекомендации, на 6 см в норм. среднестат городе еще будут ловиться все ФМстанции. Дальше - от лукавого. Весь расчет сводится к расчету рез. частоты контура вместе с этой самой антенной.

Посмотрите как вариант симметричную укороченную антенну, вытравленную на стеклотекстолите, которую я выложил в Этой теме. Всю остальную начинку там есть куда разместить.

С размерами 370x330? Да там таких начинок с сотню поместится.

[felix2]

Ну а вы подумайте сами. Есть усилитель с вх.сопр. около 4к. Плюс встроенный варикап параллельно на землю. Снаружи вешается инд и этот пар.контур варикапом постоянно отслеживает частоту настройки. Все. И туда же на вход припаивается некий проводник. Конфигурации и длины практически некритичных. В разумных пределах. Типа, антенна. Минимальная длина ограничена исключительно жадностью к габаритам и чувститеьностью по полю. С рекомендуемыми 6 см будет ловиться много, с 5 см - меньше, ну и т.д. В цифрах это выразить нереально. Но, судя по этой рекомендации, на 6 см в норм. среднестат городе еще будут ловиться все ФМстанции. Дальше - от лукавого. Весь расчет сводится к расчету рез. частоты контура вместе с этой самой антенной.


С размерами 370x330? Да там таких начинок с сотню поместится.

Собственно, размеры эти я дал как вариант нормальной антенны. Я не специалист в области миниатюрных устройств.
Partizzan
А по поводу короткого хвостика в 6 см (кстати, откуда рекомендации по такой длине?) у меня есть некоторые сомнения следующего порядка. Понятно, что такая сверхкороткая антенна будет обладать большой реактивностью и очень узкой полосой, если не вводить дополнительные потери. Все-бы ничего, но учтите , что полоса ФМ сигнала это 250-400 кГц. Сомневаюсь, что эту полосу вы получите, т.е. качества на передачу не будет (я так понял, что речь о трансивере идет)
Здесь возникают следующие нюансы. Если будет сетевое питание, то без хорошей развязки по питанию будет сильное влияние на входное сопротивление антенны внешних предметов и уход настройки.

[Partizzan]

А по поводу короткого хвостика в 6 см (кстати, откуда рекомендации по такой длине?)

Антенна, разведенная на отладочной плате SiLabs, имеет размеры 5х5см (Г-образного вида, если можно так выразиться). В даташите на отладочный комплект данная антенна используется по умолчанию как для передачи, так и для приема.

Если будет сетевое питание, то без хорошей развязки по питанию будет сильное влияние на входное сопротивление антенны внешних предметов и уход настройки.

Питание предполагается батарейное

Кстати, нечаянно нарыл такую информацию: чипы от SiLabs установлены в телефонах Nokia N78 и LG KP200. Но заинтересовало другое, недавно прошла реклама Nokia 5030 (и у LG похожее решение есть, по-моему GM200), которому не нужна внешняя антенна (читай гарнитура) для приема FM. Пытался найти его принципиальную схему, но пока безрезультатно. А взглянуть было бы интересно...

[felix2]

Антенна, разведенная на отладочной плате SiLabs, имеет размеры 5х5см (Г-образного вида, если можно так выразиться). В даташите на отладочный комплект данная антенна используется по умолчанию как для передачи, так и для приема.


Питание предполагается батарейное

Кстати, нечаянно нарыл такую информацию: чипы от SiLabs установлены в телефонах Nokia N78 и LG KP200. Но заинтересовало другое, недавно прошла реклама Nokia 5030 (и у LG похожее решение есть, по-моему GM200), которому не нужна внешняя антенна (читай гарнитура) для приема FM. Пытался найти его принципиальную схему, но пока безрезультатно. А взглянуть было бы интересно...

Значит, общая длина при такой плате где-то 10 см. Это уже получше. Но все равно, реактивности очень большие.
Получится что-то вроде этого
Z1= (3 - 1.3*I) Мом, Z2= 3.6 Мом, Z3= (3.8 + 2.2*I) Мом. Это, понятно, чисто оценочные расчеты без учета возможных дополнительных потерь в элементах.
Делайте, конечно, экспериментируйте, но на передачу такие фитюльки нормально работать не могут. Остаюсь при своем мнении. По мне, так если нет жестких конструктивных ограничений экономить на антенне -последнее дело.