Имеется трансивер с импедансом 15 + j85 Ом. Хочу вместо связки балун + single-ended антенна, подключить диполь, выполненый на PCB. Поскольку в антеннах я, практически, полный лох, планирую сделать две вещи:

1. Оценить, насколько вообще подходит укороченный диполь для трансивера с таким импедансом.

2. Если более-менее подходит, сформулировать требования и плавно переместиться в ветку "Предлагаю работу".

На данный момент, вижу AN040 от TI. Габариты антенны более-менее устраивают. Но она расчитана под импеданс 110 + j130 Ohm, т.е. активное сопротивление на порядок выше. Это и смущает. Насколько вообще реально в таких габаритах получить требуемые 15 Ом? Вопрос эффективности/д.н., конечно, тоже волнует, но сначала хочу понять, получится согласовать антенну или нет.

Полоса частот у вас какая?

Порядка 100 МГц. Плюс, нужен некоторый запас, из соображений, что на реальной PCB все немного уплывет. Насколько именно уплывет, сказать затрурняюсь, потому беру "с потолка" еще 100-200 МГц, но готов "подвинуться". Итого, выходит, полоса 200-300 МГц.

Странный какой-то трансивер. Обычно у всех антенный порт рассчитан на стандартную нагрузку 50 (75) Ohm активного. Ваш вопрос очень похож на студенческую задачку на засыпку.

Почему бы, сначала, не ткнуть в ссылку, что я привел выше? Да посмотреть на пример трансивера. К тому же, упоминание, что антенна предполагается на PCB, отчасти, тоже "кагбэ намекает"(с) на интегральный трансивер.

Да, посмотрел, действительно цифровые трансиверы имеют так называемое оптимальное сопротивление нагрузки. Здесь можно попробовать выполнить элементы согласования на отрезках микрополосковых линий, если Вы только приступаете к разработке печатной платы. Важно также какой антенный порт - симметричный или несимметричный относительно земли.
Еще один путь (если плату разрабатываете вместе с антенной), укоротить длину исходного петлевого диполя так, чтобы понизить его активную часть импеданса до 15 Ohm и если реактивность его будет отличная от j85, скомпенсировать/добавить реактивность дополнительными полосковыми шлейфами.

Вот именно по такому пути и пошли в вышеназванной аппликухе. Индуктивность, параллельно выходу, как раз согласует реактивную составляющую.

Вопрос в том, насколько надо укоротить диполь, что бы получить активное сопротивление на порядок ниже. Я, конечно, в антеннах лох, но базовые принципы понимаю. Например, что чем меньше размеры антенны, тем меньше ее эффективность. Если ради уеньшения активной чати сопротивления, диполь надо укоротить настолько, что его эффекитвность станет сравнимой с гвоздем...

Индуктор 27nH параллельно антенному порту скорее доводит реактивную составляющую до требуемого значения j130 Ohm.
Активное сопротивление диполя уменьшается намного быстрее, чем его длина. Эффективность (КПД) диполя определяется тем, насколько близко его сопротивление излучения близко к сопротивлению тепловых потерь, которое определяется потерями в меди и PCB-диэлектрике. Если материал с малыми потерями, то КПД существенно не понизится. Проще всего смоделировать такой диполь и оптимизировать его геометрию в 2D-симуляторе MWO/AWRDE.

Это понятно. Я сейчас хочу понять оценочно - вдруг мне "захотелось странного"(с). В то же время, тот, кто уже решал подобную задачу, примерно представляет ответ на мой вопрос.

Активное сопротивление с уменьшением длины практически совсем не уменьшается вплоть до частоты первого посл.резонанса.
Ниже резонанса - да, уменьшается, но при этом диполь вообще перестает быть диполем, превращаясь в обычную петлю.

В данном случае диполь длиной 46мм (при длине волны 125мм), описанный в http://www.ti.com/lit/an/swra093d/swra093d.pdf находится явно в районе первого (полуволнового) резонанса и согласитесь, его укорочение должно существенно уменьшить R. И не существует четкой границы превращения петлевого вибратора в "обычную петлю". Если укороченный петлевой вибратор согласован с передатчиком по мощности и сопротивление активных потерь меньше 1 ома при сопротивлении излучения 15 ом, куда будет деваться мощность? Конечно же, уходить в излучение. Другой вопрос - какая будет ДН.

Нет, не находится. Первый резонанс с огромной акт.частью будет на частоте примерно в 1.5 раза меньше там, где длина всего излучателя от ноги до ноги равна полволны.

Нет, не должно. Согласовать петлевой вибратор там, где акт.сопр. будет 15Ом, на таких частотах возможно только теоретически.

Мне рассматривать это заявление, как приговор?



Что есть "обычная петля"? По сути рамка, оно же loop? Если да, то, видимо, сильно укороченная?

Да не понятно, почему выбрали петлевой вибратор для этого решения, у него всегда ( в разы) сопротивление выше, чем у не петлевого или смешаного типа вибратора. А тут еще выход почти 1/3 от многими любимых 50 Ом. Возможно выбор из-за каких то статических разрядов только. Вообщем не понятно. Да и с его подгонкой, подстройкой тоже проблемы в обеспечении высокой точности для этих частот. Для кита то сойдёт, но не для юзания. Пытаться согласовать трансформаторами различными тоже думаю лишнее. А с сокращением длины петлевого вибратора все только усложнится. Да и материал платы FR4 для этих частот очень капризен. Правильнее использовать наверное PIFA, IFA, SIFA и тп антенны. У RF чипов от TI частенько проблемы то с согласованием, то с антеннами. Вот народ, что видит то что в китах, или к ним (всякие студенческие поделки, рекомендации) то и пользует. А неправильно это ведь.

Так никто, ничего не выбрал. Наоборот, эту ветку создал.

Почему именно диполь, так в первом сообщение обозначил - рассматриваю антенну, симметричную по своей природе. Не то, что бы прям так сильно балуны не люблю, но если есть симметричный I/O, грех не рассмотреть варианты.

С удовольствием послушаю про другие типы симметричных антенн. Подходящих к данному случаю, разумеется - возможность реализовать на PCB, относительно низкое сопротивление...


Я, конечно, в антеннах лох, но делать выводы о сложностях согласования, в отрыве от полосы антенны, по-моему, довольно поспешно.

Для этих частот делая антенну на плате ( обычно все FR4 пользуют) соблюдение высокой точности очень важно 50...100 микрон, поверьте раньше помучался с этим. Но сам FR4 для повтора антенны ~100 плат уже плох из-за разбросов параметров и не пригодности стабильно без подстроек получить более менее настроенные антенны. Особенно без опыта. Почему желательно уйти от симметричной по своей природе антенны догадайтесь или почитайте инет. Если вам для экспериментов или разово то сойдёт. Так что за чип трансивера у вас?
SIFA эта симметричная IFA, но посчитать ее вам желательно под вашу полосу. Можно в HFSS, CST, MWO и др. прогах. А так может у кого есть посчитанная, поспрашивайте.

Да я "кагбэ" в курсе. На уровне "обезьяны", по готовым аппнотам, тоже уже не один проект сделал. Собственно, потому и спрашиваю здесь, а не пошел в "работа", с предложением сразу попробовать в Лондон (с).


Вообще-то, я эту ветку создал не для того, что бы играть в угадай мелодию. Если есть ссылка - буду премного благодарен. А многозначительные "м-м-м" выглядят как-то совсем некрасиво.


nRF51822. А знание типа трансивера как-то меняет симметричный/несимметричный и/или импеданс?


Так я же и спрашиваю.

Про чип просил, чтобы понять что там с RF I/O не так. С этим нордиком понятно и раньше было, промахнулись они в кристале. Заказали балун в STMе. Так и пользуйте тот рекомендованный балун, дешевый, решает проблему 50 Ом. Тогда и с антенной проще. Интересно как вы посчитали, или померили его низкое диф волновое на RF I/O?

Откуда такой вывод, что "что-то не так"? RF front-end, судя по характеристикам, без серьезных изменений перекочевал с nRF800x и предыдущих серий. Не вижу тут промашек.


Вот эта фраза мне не понятна. Что значит "промахнулись, заказали в STM"? Для этого front-end существует еще и балун от Johanson. Чего, кстати, не припомню для той же CC-серии от TI - разные балуны, на выбор, от разных производителей. Другой вопрос, что балун от ST больше распространен на нашем рынке. Но он отнюдь не единственный.


Спасибо, Кэп.


Так вестимо - открыл даташит, нашел в нем нужную секцию. А какие еще варианты?

Не нашёл для этого чипа вот и спрашиваю, Смитта должна быть кривуля.

Кстати, поддерживаю.


Подтверждаю. Тоже столкнулся с этим.


Есть PIFA, посчитанная на 2,4 ГГц (но на 50 Ом). Если интересно, напишите в личку.

IFA/SIFA уже реализованы.


С PIFA есть проблема - зависимость от толщины PCB. В текущем дизайне, заказчик хочет 0,4мм и даже тоньше. Насколько я поинмаю, емкостная составляющая резко увеличивается в этом случае. Ну и главное, это же не симметричная антенна, все те же вариации на тему штыря.