Hallo, Ich habe das Problem, dass ich meine Antenne am GSM Modul nicht vernünftig abgestimmt bekomme. Eventuell weiß jemand Rat. Aufgebaut ist das PCB (1,6mm FR4) wie im Anhang dargestellt. Das grau eingefärbte PAD kennzeichnet den Antennenanschluss am GSM Modul. Nach diesem PAD folgt das folgende Netzwerk zur Antennenabstimmung: GSM-Modul (grau), Kondensator Antennenleitung auf GND (rot), Widerstand (gelb) und zwischen diesem Widerstand und der UFL-Buchse (gold) befindet sich ein Widerstand (grün) auf GND. Mittels welcher Software oder Messmethoden kann eine Aussage getroffen werden, wie die Werte des Netzwerks gewählt werden müssen sodass die Antenne (optimal) abgestimmt werden kann? Bisher bekomme ich nur Netzwerke hin, welche je nach Wetterlage und anderer nicht beeinflussbarer Umweltveränderungen bessere oder schlechtere Verbindungen zum Mobilfunknetz zulassen. Mitunter ist auch gar kein Verbindungsaufbau möglich. Welche Messmethoden können genutzt werden?
Stefan B. schrieb: > Nach diesem PAD folgt das folgende Netzwerk zur Antennenabstimmung: > GSM-Modul (grau), Kondensator Antennenleitung auf GND (rot), Widerstand > (gelb) und zwischen diesem Widerstand und der UFL-Buchse (gold) befindet > sich ein Widerstand (grün) auf GND. Bist du dir sicher, dass das Längselement ein Widerstand sein soll? Ich würde eher eine Induktivität erwarten, wenn die beiden Parallelelemente gegen Masse Kapazitäten sind. Online-Rechner für Pi-Matching-Netzwerke findest du genug, zum Beispiel http://bwrc.eecs.berkeley.edu/research/rf/projects/60ghz/matching/impmatch.html Der Entwurf eines Anpassnetzwerks setzt aber auch voraus, dass du die Impedanz am Antennenleitungseingang kennst -> messen.
Hallo, diese "Antenne" (nach meiner Einschätzung von den Verlusten wohl eher ein mittlerer Dummy-Load) braucht vermutlich erstmal eine ausreichende Massefläche am Anschraubpunkt, damit sie überhaupt sinnvoll "strahlt". Die mögliche Fehlanpassung ist wohl eher das kleinste Problem. Schau dir doch erstmal an, was die Antenne für eine Anpassung hat (mit einem Networkanalyzer) und optimiere die Einbauposition. Gruss
Ich wuerd annehmen, die Antenne am SMA erwartet ein Metallgehaeuse. Ist da ein Metallgehause ? Ich wuerd also die Antelle mal montieren und mit dem Networkanalyzer nachmessen, welche Impedanz da in die Antenne rein ist. Und mir dann Gedanken ueber die Anpassung machen.
Hallo, Danke für die bisherigen Antworten. Ich habe mich nun einmal in die Thematik PI Netzwerk eingelesen. Ich hatte dieses in der Hoffnung "wird schon funktionieren" aus dem Datenblatt des GSM Moduls übernommen. Anscheinend sind aber tiefere HF Kenntnisse notwendig. Was ich aus euren Beiträgen nun herauslese ist, dass ich die Antenne in das Gehäuse (Kunststoff) einbauen muss, um anschließend mit einem Networkanalyser die Impedanz zu messen. Erst durch diese Messung kann ich entsprechend das PI Netzwerk auslegen. Ist dieser Gedankengang zur Vorgehensweise korrekt oder werden weitere Zwischenschritte erforderlich? Eine Impedanzmessung muss sein? Oder kann der entsprechende Wert aus dem Datenblatt gewonnen werden? Oder, ist die Antenne so extrem vom Gehäuse abhängig?
Stefan B. schrieb: > Was ich aus euren Beiträgen nun herauslese ist, dass ich die Antenne in > das Gehäuse (Kunststoff) einbauen muss Nein, es ist eine λ/4-Antenne, und eine solche wird nur dann brauchbar funktionieren, wenn man sie über einer "Erdfläche" (sprich: leitender Ebene) von mindestens λ/2 Durchmesser senkrecht platziert. Eine solche Antenne ist ein "Monopol" (weil sie nur einen Pfosten hat) und damit ein halber Dipol, bei dem man die zweite Hälfte durch besagte Erdfläche ersetzt hat. Wenn es diese Fläche nicht gibt, funktioniert die Antenne irgendwie, oder eben auch irgendwie gar nicht. Da braucht man dann auch nichts messen (und folglich kann man nichts anpassen), weil das alles extrem umgebungsabhängig wird.
Hallo, das was Jörg schrieb, meinte ich mit "Massefläche". Da der Aufbau der innere Antenne nicht ganz klar ist, aber sie stark nach verkürztem Lambda/4 Strahler aussieht, braucht sie am besten eine möglichst leitfähige Fläche rund um den Strahler. Bei 900MHz ist Lambda bei ca. 35cm, also sollte mindestens eine möglichst runde Fläche von ca. 17cm Durchmesser senkrecht zum Strahler vorhanden sein. Wenn die Fläche nach unten gebogen wird (eckiges Gehäuse. innen metalliesiert), verändert sich die Speiseimpedanz und das kann per Anpassnetzwerk behoben werden. Jedoch bleibt die Abstrahlcharakteristik dann trotzdem "krumm" (nicht kreisrund gleichförmig in der Ebene). Genaueres sollte im Datenblatt der Antenne erwähnt sein. Es gibt allerdings auch Antennen für diesen Frequenzbereich, die keine Massefläche brauchen, da sie bereits den zweiten Teil integriert haben (Dipol). GSM ist normalerweise sehr robust, was für "Umweltbedingungen" sind denn dein Problem? Ist das Teil in einem elektromagnetisch geschirmten Bereich untergebracht (Safe, Keller, Stahlbetonwände, 1m unter der Erde vergraben)? Gruss
Ich denk nicht, dass die Lambda-Viertel elektrisch verkuerzt ist. Die Verkuerzung beruht auf einem Dielektrikum aussenrum. Die Abmessungen gehen mit Wurzel Epsilon. Das Antennen Mass waere also 35cm / (4*wurzel-epsilon), und das kann bei Epsilon=4.5 noch 4cm sein.
Antennen-Masse: stells dir als Spiegel zum "Wegstemmen" der Welle vom Monopol vor. Wenn die Welle nichts hat, wovon sie sich abstoßen kann, ist es ihr lieber, wieder in die Antennenleitung zurückzufließen. Was hast du denn für Gerätschaften zum Vermessen da? Ein Richtkoppler und Spektrumanalyzer sind eigentlich Minimum. Was schreibt denn das Datenblatt für Richtwerte vor? Dass da ein Widerstand in Serie ist, ist ziemlich ungewöhnlich.Ich kenne das höchstens im Sub-1Ω-Bereich. Das ist eigentlich letztes Mittel der Wahl der Anpassung, weil es ja auch bei der Nennfrequenz Verluste einbringt, im Gegensatz zum abgestimmten pi-Glied.
Pico Oschi schrieb: > Ich denk nicht, dass die Lambda-Viertel elektrisch verkuerzt ist. Das hab ich auch nirgendwo geschrieben, oder? Der Strahler ist verkürzt. Da ich einen ähnlichen kleinen Stummel für GSM/UMTS schon selbst vermessen habe, würde ich sagen, dass damit meist eine starke Reduktion des Wirkungsgrads einhergeht, egal was das Datenblatt schreibt --> Schlechte Antenne ohne Masse --> sehr schlechte Antenne Achja, in manchen Datenblättern steht Rotzfrech einen (eher hypotetischen) Gewinn von +3dBi drin (mit <30% Wirkungsgrad irgendwo weiter hinten im Kleingedruckten versteckt) und ganz ohne Angaben über den Frequenzbereich, die Montage, geschweige denn die Messkurven zur Antenne
In das Kunstoffgehäuse kann ich konstruktiv keine Massefläche senkrecht zum Anschraubpunkt der Antenne einbringen. Das Gehäuse ist hierzu deutlich zu klein. Dies würde schlussfolgern, dass ich die Antenne nicht nutzen kann, wäre dies korrekt? Ich müsste mich also nach einer Antenne umschauen, in welche eine Massefläche integriert wäre. Gibt es solch kurze Antennen?
Eine Antenne die so kurz ist, aber ohne Massefläche GUT strahlt ist eher schwer vorstellbar. Mir fällt da ( als Funkamateur ) die sog. J-Antenne ein. Die ist allerdings 3/4 Lambda lang. geht aber ohne Massefläche. Es ist ein Lambda/2 Strahler, der unten am Speisepunkt ein Lambda/4 lange Impedanztransformation hat. Ist aber eh eine selbstbastelei und vielleicht optisch nicht brauchbar für Dich....!? Übrigens gibt es den diskutierten Effekt auch bei den kleinen Funk Scannerempfängern ( Handgeräte ). Solange man das Gerät in der Hand hält ist der Empfang gut. Stellt man es dann auf den Tisch, wird´s deutlich schlechter. Die Person bildet also auch eine gute Masse ( Gegengewicht ). Halte Deine Antenne doch mal am unteren Ende an der SMA Verbindung fest umklammert. Dann sollte schon eine Verbesserung erkennbar sein. Gruß
RFIDspezi schrieb: > Mir fällt da ( als Funkamateur ) die sog. J-Antenne ein. > Die ist allerdings 3/4 Lambda lang. Dürfte letztlich das sein, was bei WiFi-Accesspoints als Antenne dran ist. Stefan B. schrieb: > Gibt es solch kurze Antennen? Verkürzte Antennen sind immer ein Kompromiss. "Verkürzt" ist dabei letztlich alles, was kleiner als λ/2 ist, denn das ist entweder die Länge des Dipols, oder der Mindestdurchmesser der Erdfläche bei der Monopolantenne. Wenn die Abmessungen kleiner werden, sinkt in jedem Falle der Wirkungsgrad, d. h. der Gewinn wird kleiner als 2 dBi. Man kann dann nur noch sehen, dass man weitere negative Auswirkungen (wie die "Handempfindlichkeit" bei einer λ/4-Antenne, der das Gegengewicht fehlt) kompensiert. Wie klein du es bauen kannst, ist damit im Wesentlichen eine Frage, wie viele Verluste du dir leisten kannst, ohne die Funktion deiner Funkstrecke in Frage zu stellen. Recht beliebt als kleine Antennen sind da mittlerweile keramische Antennen, auch "Chipantenne" genannt.
Hallo, ich hab mir deinen Aufbau nochmals angesehen. Sitzt die Antenne dort, wo sie auf dem ersten Bild liegt? Was ist die "Freistellung" rechts oben im Print? Eine weitere Antenne? Ich sehe es zumindest so, dass da noch so einiges am Print fehlt, z.B. die Vias. Woher kommt der Strom für das Funkmodul (Knopfzelle)? Wo ist denn die Schirmung der Schaltung gegenüber der Antenne? Mir kommt der Aufbau eher etwas "Laienhaft" vor, da fehlt so einiges für eine GSM-Modul-Integration und es kann gut sein, dass die Schaltung so nicht durch die notwendigen Zulassungstests kommt. Gruss
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