Forum: HF, Funk und Felder Impedanzanpassung einer Antenne: Alles möglich?


von Jens (Gast)


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Moin liebes Forum,

ich habe gerade erste Erfahrungen damit gesammelt eine 'magnetic dipole 
antenna' (loop mit einer Windung) an einen RFID Reader anzupassen (13,56 
MHz, 50 Ohm).

Beim ausprobieren verschiedener Dimensionen der Antenne und beim 
Dimensionieren der Anpassschaltung ist mir aufgefallen, dass ich nahezu 
jede halbwegs geeignete Antenne so tunen kann, dass das entsprechende 
Wunschresultat (Impedanz, Resonanzfrequenz, Güte, Return Loss, etc.) am 
NWA (Netzwerkanalyser ) angezeigt wird.

Nun meine Frage: Ist es generell möglich jede Antenne bzw. jede 
Induktivität mit einer Anpassschaltung so anzupassen, dass die 
gewünschten Werte am NWA angezeigt werden?

Ich vermute ja, denn der NWA sieht Antenne+Anpassung zusammen als einen 
komplexen Widerstand und kann nicht unterscheiden, ob die Antenne 
überhaupt geeignet ist oder die Anpassschaltung nur alles schön biegt. 
In dem Fall würde die Anpassschaltung (Bauteile, Leitungen, etc.) also 
besser funken als die Antenne selbst und unterm Strich natürlich alles 
suboptimal sein.

Hier ist meine Anpassschaltung, die mir sehr großen Spielraum erlaubt:

[50-Ohm-Anschluss]--+-----------[ Cs ]------+---------[Antenne]
                    |                       |
                    |                       |
                  [ Cp ]              [1 kOhm Poti]
                    |                       |
                    |                       |
                 [GROUND]                [GROUND]

Cs und Cp kann jeweils zwischen 10 pF und über 1000 pF einstellen.


Schöne Grüße und demnächst guten Rutsch
Jens

von Bonz, Prass & Prozz (Gast)


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Und was soll das 1k Poti ? Man kann immer so hoch transformieren dass 
die Leistung im Poti verbraten wird.

von Jens (Gast)


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Bonz, Prass & Prozz schrieb:
> Und was soll das 1k Poti ? Man kann immer so hoch transformieren dass
> die Leistung im Poti verbraten wird.

Das verwende ich um auf 50 Ohm zu kommen bzw. auch um die Güte korrekt 
einzustellen. Im Smith-Diagram erreiche ich damit, dass der Kreis auf 
dem die Resonanzfrequenz liegt größer/kleiner wird (=Güte). Daraufhin 
mache ich den Kreis so groß/klein, dass der den 50 Ohm Mittelpunkt 
tangiert (sofern die Güte dann noch passt). Dann drehe ich den Kreis mit 
den Kondensatoren solange, bis die Resonanzfrequenz im Mittelpunkt 
liegt. Am Poti brauche ich dafür Werte zwischen 250 und 500 Ohm, je 
nachdem wie die Antenne dimensioniert ist.

Würdest du es ohne das Poti machen?

Gruß
Jens

von Purzel H. (hacky)


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Ganz sicher !

von hewlett (Gast)


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Mit dem Poti "würgst" du die Loop auf Anpassung 50 Ohm. Die Güte kannst 
du dann vergessen.
Die erreichbare Güte mit C-Anpassung ohne Poti wird bei 13 MHz etwa 
100-200 betragen.

von Jens (Gast)


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hewlett schrieb:
> Mit dem Poti "würgst" du die Loop auf Anpassung 50 Ohm. Die Güte kannst
> du dann vergessen.

Jetzt wo ich es lese klingt es logisch, danke für's Augen öffnen :-)

> Die erreichbare Güte mit C-Anpassung ohne Poti wird bei 13 MHz etwa
> 100-200 betragen.

Hmm, ich brauche ein Q von 20. Kannst du Pi mal Daumen abschätzen in 
welche Richtung man Cs und Cp ändern müsste, wenn ich das Poti 
rausnehmen würde, um wieder auf 50 Ohm zu kommen? Vielleicht bewege ich 
mich ja auch in einer ganz falschen Größenordnung.

Gruß
Jens

von W.S. (Gast)


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Jens schrieb:
> Hmm, ich brauche ein Q von 20.

Nö. Du brauchst eine Impedanzanpassung deiner Antenne an den Empfänger, 
um möglichst viel Empfangsleistung von der Antenne in den Empfänger 
hineinzukriegen.

Das hängt aber ganz wesentlich von der Art ab, wie du deine Magnetloop 
angezapft hast. Dort ist m.E. die wichtige Stelle für die 
Impedanzanpassung.

W.S.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Nicht unbedingt. Wenn es um RFID geht, benötigt man einen Mindest-Q um 
die Lastmodulation als Nebenträger zum Carrier überhaupt noch empfangen 
zu können.

von Troll (Gast)


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Ja. Wie weit sind die Seitenbanden denn Vom Traeger weg? 150kHz oder so. 
Das waere dann mit einer Guete von 100 gut machbar. Die Guete so hoch 
wie moeglich, denn Guete bringt Signal, bringt Reichweite.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Bei ISO14443 sind das fcarrier/16, also  847,5kHz.

von hewlett (Gast)


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Besser ist ein Parallel-C zur Loop, sodann an das Koaxkabel einfach eine 
Drahtloop aus 1,5 mm mit etwa 20 cm Durchmesser löten.
Diese Koppelspule unter Beobachtung des NWA so weit in die Loop bringen, 
bis 50 Ohm Anpassung abzulesen ist.
Es gibt noch viele Möglichkeiten, ich verwende eine sogenannte 
Gamma-Match
mit bestem Erfolg

Siehe "Das neue Magnetantennenbuch".

von Jens (Gast)


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Frohes Neues :-)

hewlett schrieb:
> Besser ist ein Parallel-C zur Loop, sodann an das Koaxkabel einfach eine
> Drahtloop aus 1,5 mm mit etwa 20 cm Durchmesser löten.
> Diese Koppelspule unter Beobachtung des NWA so weit in die Loop bringen,
> bis 50 Ohm Anpassung abzulesen ist.
> Es gibt noch viele Möglichkeiten, ich verwende eine sogenannte
> Gamma-Match
> mit bestem Erfolg
>

Danke für Antwort. Aber wie würde man bei so einer Anpassung die 
Bandbreite ändern?

Meine Ansatz war offensichtlich in der Formel
Q = R * SQRT(C/L)
einfach am R zu drehen.


> Siehe "Das neue Magnetantennenbuch".
Danke für den Tipp! Ich werde es wohl nächste Woche bekommen.


Gruß
Jens

von Zottel (Gast)


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Die Bandbreite, resp die Guete stellt man mit der Kopplung ein. Wenn die 
Kopplung gegen eins geht, geht the Guete auch gegen eins. Ein 
kuenstliches R verwendet man definitiv nicht.

von Jens (Gast)


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Zottel schrieb:
> Die Bandbreite, resp die Guete stellt man mit der Kopplung ein. Wenn die
> Kopplung gegen eins geht, geht the Guete auch gegen eins. Ein
> kuenstliches R verwendet man definitiv nicht.

Hmm...  Kopplung geht gegen eins --> VSWR geht gegen eins?

von hewlett (Gast)


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Zu unterscheiden ist die Anpassung an 50 Ohm mit der Koppelschleife.
Dabei gibt es einen Wert für die Güte. Beim erreichen der Anpassung an 
50 Ohm erhält man als SWR den Wert s=1 .
Losere oder festere Kopplung ergeben andere Anpassungswerte (größer oder 
kleiner 50 Ohm) und in der Folge höhere SWR Werte, gemessen am 50 Ohm 
Systemwert.

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