Question:
Comment concevoir une antenne canard en caoutchouc
Josh Cox
2015-02-05 21:52:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

J'essaie de concevoir une antenne pour une application de réception omnidirectionnelle à 162,4 MHz uniquement et je suis convaincu que cela va être difficile, voire impossible.

J'ai des spécifications très strictes sur l'espace (cylindre de 6 "de diamètre sur 3" de profondeur), donc la première antenne que j'ai rencontrée était une antenne quart d'onde.

La longueur de 162,4 MHz est de 17,291 pouces . Compte tenu de la hauteur de mon boîtier, cela ne fonctionnera pas.

La prochaine antenne à regarder est le canard en caoutchouc. D'après le wiki, je trouve que "les antennes canard en caoutchouc mesurent généralement entre 4% et 15% d'une longueur d'onde, soit 16% à 60% de la longueur d'un fouet quart d'onde standard.

Donc 17,291 pouces dans le quart d'onde devient 17,291 * (. 16) = 2,76656 pouces dans le canard en caoutchouc. Maintenant, je sais qu'avoir une antenne aussi petite nuira terriblement à la portée, mais cela répond à l'exigence de taille.

Donc, je tente pour comprendre comment concevoir une telle antenne. J'ai accès à certains équipements et je vais essayer d'acquérir les outils dont j'ai besoin, mais je n'ai pas le flux de conception pour y parvenir.

Actuellement, j'ai accès à un analyseur de spectre w / tracking et peut obtenir les valeurs du rapport signal / bruit (SNR) et de l'indicateur de force du signal reçu (RSSI).

Je n'ai aucun problème avec l'adaptation d'impédance et je me concentre uniquement sur la conception de l'antenne physique pour ma conception.

Toute suggestion ou information serait grandement appréciée sur la façon de concevoir un canard en caoutchouc.

Informations supplémentaires:

Lorsque je cherchais à choisir un type d'antenne: https://electronics.stackexchange.com/questions/131323/antenna-design-for-specific-directions

Peut Canard en caoutchouc être modélisé: Combien de perte pour une antenne de bobine de 1 à 1,5 pouce (canard en caoutchouc) à une bande de 70 cm?

  • Le boîtier est en plastique PLA.
  • Autre puis un sol, placez le diamètre du boîtier dans un espace libre.
  • Il y a un câble d'alimentation CA sortant du haut de l'enceinte.
  • Le circuit imprimé du récepteur est à l'intérieur du volume.
  • L'orientation du cylindre est de 3 "vertical & 6" horizontal
  • La direction des signaux sera horizontale.
  • Je peux idéalement faire face à une conception directionnelle, mais ce n'est pas préférable.
Avec les antennes, l'environnement d'au moins 0,5 longueur d'onde dans toutes les directions compte beaucoup. Veuillez ajouter quelques informations: Qu'est-ce qui entoure le volume de l'antenne que vous décrivez? Y aurait-il du métal à proximité? De quoi est faite la boîte. Des câbles sortant de la boîte? Ou est-ce un produit complètement autonome, comme un grand téléavertisseur? Est-il alimenté par un câble coaxial, ou le circuit imprimé du récepteur est-il à l'intérieur du volume? De plus, dans quelle orientation le cylindre est-il et de quelle direction les signaux proviendront-ils?
Tomnexus - J'ai répondu à vos questions dans le segment Détails de la question!
Cela ressemble à un problème X-Y. Vous avez besoin d'une petite antenne. Il n'y a aucune raison pour que ce soit un canard en caoutchouc.
Phil Frost - Je suis ouvert à cela, mais j'ai besoin d'une antenne que je puisse déterminer comment construire. Ma pensée actuelle m'a conduit à un canard en caoutchouc ... Mon manque de connaissances sur les antennes est la raison pour laquelle j'essaie ici de trouver mon chemin vers une réponse.
Eh bien, la question la plus appropriée est alors "quel type d'antenne s'insère dans un cylindre de 3" x 6 "et fonctionne assez bien pour recevoir à 162,4 MHz?"
Phil Frost - Comme décrit ci-dessus, connaître le type d'antenne est peu détaillé si je ne peux pas en acquérir / en construire une. J'ai fait une bonne partie de la recherche et je poursuis toujours le Rubber Ducky car il semble être la meilleure solution actuellement compte tenu de sa large mise en œuvre.
Un répondre:
OH2FXN
2015-02-16 01:19:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Les antennes canard en caoutchouc sont des antennes monopôles dont la longueur de fil est transformée en hélice. La forme hélicoïdale vous permet d'entasser la même longueur de fil dans un volume plus petit, comme vous l'avez correctement remarqué. Le "canard en caoutchouc" vient du fait que ces hélices sont souvent scellées dans un matériau caoutchouteux pour garder la forme intacte et l'eau à l'extérieur. Monopole, GP (plan de masse) et antenne quart d'onde font tous référence à la même idée de base de remplacer l'autre main d'une antenne dipôle par un plan de masse.

Je vois quelques défis dans votre conception: le la hauteur de 3 "est vraiment peu pour la longueur d'onde prévue et vous voulez également mettre votre PCB électronique dans le même conteneur. Les antennes n'aiment généralement pas les pièces conductrices à proximité car le champ électrique généré par l'antenne est couplé au conducteur tel que votre PCB. Il en va de même pour votre câblage CA: cela pourrait affecter négativement les performances de votre antenne.

Le flux de conception normal se déroulerait probablement comme suit: vous avez d'abord une idée de l'apparence de l'antenne, puis vous le simulez avec des outils de simulation électromagnétique 3D, vous l'optimisez et vous incluez plus tard une feuille conductrice pour représenter le PCB du récepteur et une courte longueur de pôle conducteur pour faire office de câble AC. Dans ce cas, cependant, j'irais expérimenter équipement de mesure que vous pouvez pirater ensemble heu un prototype fonctionnel très rapidement et découvrez si le résultat est assez bon pour votre application.

Et enfin au contenu réel: j'essaierais de faire une antenne dipôle qui a un virage à 90 degrés au milieu et dont les bras ont été raccourcis en les enveloppant comme des bobines (comme ils le font dans les antennes de canard en caoutchouc). Les bras d'antenne seraient dans le plan horizontal de votre enceinte. Le virage à 90 degrés au milieu vous empêchera d'avoir des nuls de rayonnement dans le plan horizontal.

J'espère que la taille de votre récepteur est une partie relativement petite de votre boîte, sinon ce qui suit ne fonctionnera pas. Votre PCB récepteur a-t-il un connecteur coaxial ou allez-vous souder les fils d'antenne directement sur le récepteur? Dans les deux cas:

  • prenez un connecteur coaxial qui peut être connecté à votre VNA et votre récepteur
  • prenez deux fils d'un peu plus de $ \ lambda / 4 $ (20 ") qui gardent leur forme mais peuvent être formés à la main.
  • faites rouler vos antennes autour d'un tuyau en plastique de 2 à 3 "de diamètre pour vous retrouver avec une hélice qui a) s'insère à l'intérieur de la boîte, b) est aussi long que possible
  • souder les bras de votre dipôle au connecteur coaxial à des angles de 90 degrés.
  • Connectez le connecteur à votre VNA et espérez que vous voyez un plongeon dans S11 quelque part en dessous de votre fréquence prévue.
  • raccourcissez les hélices avec des pinces coupantes un morceau à la fois tant que votre creux est proche de la fréquence prévue. Faites en sorte que les deux bras soient également longs.
  • connectez votre appareil au récepteur et espérez que tout ira pour le mieux.

C'est un flux de travail que j'essaierais, cela pourrait ne pas fonctionner pour vous , en fonction de votre application, de l'exigence de puissance du signal, et surtout de la taille de votre récepteur. Dites-nous comment cela s'est passé.

Je pense que le but d'enrouler le fil dans une antenne de canard en caoutchouc est d'ajouter de l'inductance, pas de placer la même quantité de fil dans un espace plus petit. La longueur d'une antenne canard en caoutchouc, étirée en ligne droite, n'est pas nécessairement un quart d'onde.
Salut Phil, c'est vrai: la bobine de l'antenne agit comme une inductance et le simple fait d'entasser le même fil de longueur dans une forme aléatoire n'aurait pas le même effet. Cependant, même dans cette antenne bobine, la longueur totale du fil est cruciale pour obtenir la résonance. L'inductance de la bobine raccourcit également vraiment le fil réel, mais seulement légèrement, par rapport à l'effet sur la taille physique.
Mon plus gros obstacle est A) Comment choisir le diamètre et B) Comment choisir la longueur ... Puis-je vous demander pourquoi vous avez choisi le diamètre et la longueur que vous avez fait?
@JoshCox L'idée principale était de fabriquer une antenne qui ressemble presque à un dipôle mais où les deux bras sont perpendiculaires et tordent le fil en une bobine pour l'adapter à votre poursuite (ou augmenter l'inductance). La longueur du bras dipôle "normal" est $ lambda / 4 $ donc prenez cela comme point de départ. Il est facile de raccourcir le fil de l'antenne jusqu'à ce que vous soyez à la bonne fréquence donc 20 "n'est qu'un point de départ. De plus, le diamètre de l'hélice a été choisi juste pour être quelque chose qui correspond à votre poursuite et n'est pas trop petit. Cela devrait être quelque chose que vous pouvez prototyper rapidement et ensuite décider si c'est assez bon.


ⓘ
Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...