Антени та наземні літаки

Я переглядаю цей аркуш для антени ANT-433-HETH . У полі з написом "Пропонований макет дошки" я бачу розмір із позначкою "Мінімальна відстань до площини землі" 0,5 дюйма.

Я завжди думав, що в основному вам слід, щоб точка подачі антени була безпосередньо над (або вбудована в отвір) на площині заземлення ... я дуже помиляюся?

Чи є звичайною практикою, коли точка подачі антени відділяється від площини заземлення на (принаймні) деяку кількість?

Ідея про мінімальну відстань до площини заземлення також ставить питання про те, що таке "відповідна" відстань, адже якщо земна площина досить далеко, то в чому сенс?

Існує багато, багато різних конструкцій для антен, а деякі конструкції є досить незвичайними. Антени зазвичай використовують площину заземлення, але це не сувора вимога. Цифрова антена та диполь - два приклади, які не потребують заземлення.

Основними вимогами до антени є:

1. хороша відповідність ланцюгу, що веде його (і майже завжди резонує на робочій частоті), так що в антену можна вкласти якнайбільше енергії, і

2. маючи струм, що протікає по його довжині, так що отримані поля випромінюють цю енергію в космос. (Приймання антен - саме цей процес у зворотному порядку).

Пункт (2) пояснює, чому ви не можете просто приклеїти невелику ланцюг цистерни на борт і очікуєте, що вона випромінює ефективно.

Пункт (1) зазвичай підпадає під тему "налаштування", коли ви приводите антену в резонанс або там, де вона була розроблена для налаштування. Дипольна антена фактично є резонансною довжиною дроту, розірваного посередині, щоб дозволити вставити точку подачі. Антена "площини заземлення" видаляє половину диполя і замінює площину заземлення для цього. Індуктивність випромінювального елемента працює з ємністю між ним та площиною заземлення, утворюючи резонансну ланцюг, що надає антені правильну настройку. При використанні цього способу площину заземлення можна назвати "контрпузею".

Гвинтова антена трохи згортає радіатор, щоб збільшити індуктивність і скоротити довжину. Укорочення антени впливає на її продуктивність, як згадувалося раніше.

Поки що у нас згорнутий радіатор, що стирчить над земною площиною. Але у них є версія для монтажу на поверхні, яка лежить паралельно дошці. Я не можу сказати з аркуша даних, чи з'єднані обидва кінці, але я повинен здогадатися, що один кінець все ще відкритий ... він просто спаяний, щоб утримати його на місці. Якщо ви наблизите цю схему занадто близько до площини заземлення, це додасть ємності до ланцюга і знеструмить її меншою частотою. Частина енергії також буде приєднана до землі та втрачена, або принаймні порушить заплановану радіаційну схему.

"Я завжди думав, що в основному вам слід, щоб точка подачі антени знаходилася безпосередньо над (або вбудовувалася в отвір) на площину заземлення"

Це справедливо лише для деяких антен.

Найчастіше : намагайтеся тримати антену якомога далі від електропровідних матеріалів, особливо від металевих поверхонь.

Виняток: З кожною антеною надходить специфічна конфігурація поля (E-field & H-field). Металеві поверхні тонкі до тих пір, поки вони строго перпендикулярні Е-полі. Проблема з струмопровідними поверхнями полягає в тому, що вони замикають E-поле (примушують його до 0). Поки Е-поле потрапляє на поверхню суворо перпендикулярно, поверхня є рівнопотенціальною щодо Е-поля, і конфігурація поля залишається непорушеною.

Виняток найчастіше зустрічається кожен раз, коли для вашої антени є симетрична властивість. Наприклад, повний диполюс має дві осі, точка подачі посередині. У площині, перпендикулярній диполю, прямо в точці подачі, E-поле трапляється перпендикулярно площині. Таким чином, ви можете замінити одну вісь двополюса на "площину заземлення", точку подачі саме там, де зараз монополюс потрапляє на площину землі. Це також стосується деяких інших широко використовуваних антен.

З іншого боку, ви можете використовувати ефект як частину конструкції антени, щоб примусити E-поле до деякої конфігурації. Це робиться, наприклад, в деяких спрямованих антенах.

Близьке та дальне поле : Поле антени можна класифікувати на ближнє та дальне поле. Польові збудження в ближньому полі, як правило, катастрофічні по відношенню до передбачуваної роботи антени, польові порушення в дальньому полі впливають лише на працездатність у напрямку збурення. Щодо того, де закінчується близьке поле і починається дальне поле, це не очевидно: Деякі антени чутливіші за інші. Як правило: все, що знаходиться на відстані 3-5 лямбдів, безумовно, далеко-поле. Що-небудь ближче може або не може заважати характеристикам антени, змінюючи її центральну частоту, спрямованість, відповідність, ...

Бетонна антена, на яку ви посилаєтесь, має спіральну форму. Ця теза про гвинтові антени затверджує спіральні антени за допомогою двох моделей:

1. складений двополюсник (окружність << довжина хвилі): веде себе приблизно як двополюсник
2. осьова випромінювальна спіральна антена (окружність - довжина хвилі)

Судячи з діаграми випромінювання, розглянута антена знаходиться десь між цими двома крайнощами, принаймні при встановленні перпендикулярно до площини заземлення. У цьому випадку Е-поле суворо перпендикулярно площині землі. Точка подачі повинна знаходитися прямо на площині основи, а площина заземлення повинна оптимально простягатися на кілька сантиметрів у всіх напрямках навколо точки подачі.

Якщо антена встановлена ​​паралельно площині заземлення, вона коротко замикне E-файл. Площина заземлення істотно змінить конфігурацію близького поля, і тому вам потрібно розглянути її як частину конфігурації антени. Насправді, ви зараз дивитесь на зовсім іншу антену, тому теорія в пов'язаній тезі вже не застосовується. Сподіваюся, антена також спричинить високий рівень ВЧ в основній площині (зазвичай це вважається проблематичним). Як ви можете бачити на діаграмі випромінювання, нова антена також досить спрямована з практично нульовим випромінюванням у напрямку земної площини.

Я поняття не маю, чому вигідно дотримуватися мінімальної відстані між антеною та земною площиною. Можливо, містити втрати в основній площині, але це так само може бути пов’язано зі збігом, налаштуванням або спрямованістю, або все разом.

Цитуючи зі сторінки 10 статті "Поліпшення працездатності антени антени тегів радіочастот на металевій площині" :

Коли відстань розділення металевої антени значно менше чверті довжини хвилі, властивості антени починають страждати, оскільки відбита хвиля має зсув фази, що наближається до 180 градусів, а фазовий зсув на 180 градусів викликає повне руйнівне втручання в сигнал, що надходить безпосередньо з антени.

Не такої форми антени (правда?), Але, сподіваємось, все-таки корисна інформація.

Також потенційно корисно: "Вплив металевої ґрунтової площини на антени тегів RFID" .

Я також не експерт з РФ, але хотів би опублікувати свій досвід як відповідь, оскільки поле для коментарів здається занадто забитим.

І так, це справді дивно! З усіма антенами, які я працював з точкою подачі антени, завжди знаходився над земною площиною, радіочастотний слід до антени відповідає певній максимальній відстані та товщині. антена i син край без площини заземлення.

Дуже багато документів підказують, як налаштувати імпеданс на відповідність частоті, але, з мого досвіду утримуючи радіочастотний сигнал закрити роздруковану друковану плату, я можу використовувати балун без додаткових компонентів настройки, і кожна річ працює добре.

Я помітив, що ви говорите про 433 МГц. Більшість мого досвіду - в 2,4 ГГц.

Можливо, що на низькочастотних частотах вашій точці подачі зовсім не потрібно бути над земною площиною до тих пір, поки ваша котушка компенсує частоту .. що на цих частотах не так точно.

Цей документ від TI , це один теж і також це один може допомогти вам в подальшому зрозуміти , як мати справу з вашою технікою. Він посилається на загальні частоти, що використовуються, та способи усунення проблем з RF.

Я не можу запропонувати однозначної відповіді - оскільки світ РФ дуже складний і чутливий. Я сподіваюся, що це може допомогти вам знайти свою відповідь.

Дивлячись на діаграму, вони показують макет кріплення на поверхні - колодки на однаковій відстані, як і довжина котушки, - і я думаю, що "відстань від площини заземлення" .5 дюйма - це достатньо місця для розміщення .35 дюйма діаметр котушки - я думаю, що ідея полягає у тому, щоб уникнути того, щоб вся антена лежала рівномірно на мідному шарі землі на частку мм убік - вони намагаються уникнути паразитичних ємнісних ефектів, які можуть викликати