Forum: HF, Funk und Felder Welche Literatur zur Berechnung von Antennen?


von C. H. (hedie)


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Hallo zusammen

Ich suche nun schon seit einiger Zeit nach quellen, die mir erklären wie 
ich annähernd PCB-Antennen wie Sie im angehängten Bild sichtbar ist, 
berechnen kann.

Es geht mir hier nicht darum, Formeln zu finden, damit ich die Antennen 
absolut theoretisch berechnen kann.

Es geht mir mehr darum eine Quelle zu haben, wo ich nachlesen kann, wie 
ich solche Antennen am besten entwerfe. Also welche anpassung was zur 
folge hat.

Ich habe mir mal folgendes Buch gekauft:

http://books.google.ch/books?id=-7wh_pqi5hsC&printsec=frontcover&dq=antenna+design+for+mobile+devices&hl=de&sa=X&ei=I8HZUeL5PJGO4gScwIG4AQ&ved=0CC4Q6AEwAA#v=onepage&q=antenna%20design%20for%20mobile%20devices&f=false

Es war zwar sehr teuer > 100€ aber zu meinem Thema steht leider nicht 
viel drin. Es erklärt dafür sehr anschaulich, wie man ein Anpassnetzwerk 
realisiert und wie man ein Smith-Diagramm interpretieren muss.

Ich bin also wirklich auf der Suche nach Literatur.

Programme zur Simulation wie beispielsweise Sonnet, Ansoft Designer oder 
HFSS habe ich bereits. Diese sind auch sehr nützlich aber wenn ich 
keinen Plan habe, wie ich die Antenne anpassen könnte (Physikalisch von 
der Form her) damit ich eine höhere Bandbreite erhalte, sind diese tools 
ziemlich nutzlos.

Ich hoffe jemand hat Tipps für mich.

Und es geht mir wirklich um den Antennentyp im Anhang.

Besten Dank schonmal

Grüsse
Claudio

: Verschoben durch Moderator
von W.S. (Gast)


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Such lieber mal nach "SONNET", einem Download dazu und dort mit etwas 
Glück etwas an enthaltenen Helpfiles.

W.S.

von public (Gast)


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Servus Claudio,

wenn du bereits dein Anpassnetzwerk auslegen kannst, dann schätze ich 
fehlt dir nicht mehr viel.

Die Berechnung würde ich mit

Lambda = c / f

machen. Falls nicht klar, c = Lichtgeschwindigkeit, f = Sendefrequenz 
und Lambda = Wellenlänge vorzugsweise in m oder cm.

Für deine Antenne, wenn es nur ein Draht sein soll, am besten die Länge 
Lambda/4 verwenden. (es gehen auch Antennen der Länge Lambda oder 
Lambda/2, bei entsprechend niedrigen Frequenzen werden die Antennen 
riesig!)

Leiterplattenantennen sind a bissl schwierig auszulegen, da stört jedes 
mm Kupferbelag im umkreis von etwa Lambda/4 oder Lambda/2. Aber auch 
schlechte Kupferbeläge im Anpassnetzwerk können die Antenne verstimmen.

Ich tippe aber mal das 10m immer drin sind :)

Beste Grüße
public

von C. H. (hedie)


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W.S. schrieb:
> Such lieber mal nach "SONNET", einem Download dazu und dort mit etwas
> Glück etwas an enthaltenen Helpfiles.

Ich habe ja geschrieben, dass ich SONNET bereits auf dem Rechner 
installiert habe... Aber ohne know how ist diese Software mehr oder 
weniger Zeitverschwendung

von C. H. (hedie)


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public schrieb:
> wenn du bereits dein Anpassnetzwerk auslegen kannst, dann schätze ich
> fehlt dir nicht mehr viel.

Danke für deinen Post.


Wenn ich dich richtig verstehe, soll ich einfach mit der Wellenlänge 
bzw. einem viertel davon die Länge meiner Antenne bestimmen.

Im Falle der PCB Antenne wäre diese ja dann einfach gefaltet.

Nun hat aber das Exemplar auf dem Foto noch einen Groundanschluss.
Dient diese damit entstandene Induktivität zur Abstimmung der Antenne?

Des weiteren habe ich bemerkt, dass auch kleine Änderungen z.B. an den 
Ecken oder die Form der Antenne massive Auswirkungen hat auf die 
Resonanzfrequenz und die Bandbreite.

Wie kann man ein Gefühl für diese Dinge bekommen? 1000 mal ein Sonnet 
Design simulieren?

von public (Gast)


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Servus Claudio,

bevor ich mich weiter aus dem Fenster lehne, es gibt einen kompletten 
Studiengang der sich mit dieser spannenden Thematik auseinandersetzt... 
der Studiengang heißt: Nachrichtentechnik (ich habe studiert, aber 
leider nicht diese Richtung)

Klopf doch mal im Internet diverse Unis/FHs nach Vorlesungsunterlagen 
aus der Nachrichtentechnik ab, vielleicht wirst du fündig.

Dann vielleicht mal die grundlegende Frage, muss es ein Funkmodul mit 
2,4GHz oder 915MHz oder 868MHz sein?

Da ich dein Anwendungsfall nicht kenne, würde ich dir trotzdem Bluetooth 
empfehlen z.Bsp. der Baustein BTM-222 hat eine Reichweite von 100m
Dann könntest du sogar eine APP schreiben mit der du, mit deiner 
Elektronik kommunizieren kannst... Also will sagen, deine Möglichkeiten 
sind nicht so begrenzt.

Beste Grüße
public

von C. H. (hedie)


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public schrieb:
> Klopf doch mal im Internet diverse Unis/FHs nach Vorlesungsunterlagen
> aus der Nachrichtentechnik ab, vielleicht wirst du fündig.

Dies finde ich eine sehr gute Idee! Danke

public schrieb:
> Dann vielleicht mal die grundlegende Frage, muss es ein Funkmodul mit
> 2,4GHz oder 915MHz oder 868MHz sein?
>
> Da ich dein Anwendungsfall nicht kenne, würde ich dir trotzdem Bluetooth
> empfehlen z.Bsp. der Baustein BTM-222 hat eine Reichweite von 100m

Also einen konkreten Anwendungsfall habe ich jetzt nicht. Aber es wird 
vermutlich bald ein Projekt kommen, bei dem es darum geht eine RGB Lampe 
zu steuern. Dort wäre eine bereits integrierte Antenne schon schön. 
Zumal man damit kein zusätzliches Modul braucht.


Aber Grundsätzlich interessiert mich dieses Gebiet einfach und ich 
möchte mich in dieser Richtung weiterbilden.

Ein ganzer Studiengang kommt leider nicht in frage :(

Vielleicht findet sich ja hier auch jemand, welcher mir einige 
Unterlagen zur Verfügung stellen würde :)

Das würde bestimmt nicht nur mir weiterhelfen...

von Mr. Tom (Gast)


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public schrieb:
> Dann vielleicht mal die grundlegende Frage, muss es ein Funkmodul mit
> 2,4GHz oder 915MHz oder 868MHz sein?
>
> Da ich dein Anwendungsfall nicht kenne, würde ich dir trotzdem Bluetooth
> empfehlen z.Bsp. der Baustein BTM-222 hat eine Reichweite von 100m

Als ob Bluetooth nicht genau auf 2,4 GHz sendet ...

von public (Gast)


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Hey Tom,

danke für die Info. Darauf habe ich gewartet ;)

Achja für die 2,4GHz kannst du dir jetzt ein Stück von der Wurst 
abschneiden ;-P

von Push (Gast)


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Push

von wieOskar (Gast)


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Servus,
trotz Studium der Nachrichtentechnik könnte ich jetzt nicht behaupten 
dort was über PCB Antenna Design gelernt zu haben. Meine bisherige 
praktische Erfahrung mit so geschichten war eher das man aus 
wissenschaftlichen Veröffentlichungen, applikation notes und Messungen 
sich sein Wissen aufbaut. Da sollte dann aber schon ein gewisser grad an 
vorwissen zu Antennen allgemein, Microstrips/Coplanar Waveguides und 
HF-Technik da sein. Für den Hobby bereich würde ich so vor gehen das ich 
mir erst einen speziellen Chip raus suche. Dadurch wären dann schon 
einige Parameter vorgegeben. Dann umschauen was es als reference designs 
gibt und was andere Hersteller in dem Bereich machen. Ein paar Lösungen 
raussuchen nachbauen also Simulieren evtl. anpassen dann Produzieren 
lassen und Messen. Was normalerweise auch gerne gemacht wird ist sich 
seine Modelle aus den vom Hersteller Produzierten teilen zu erstellen. 
Ohne dieses wissen wäre es auch schwerer Schaltungen ordentlich zu 
entwerfen da man immer den Fehler des PCB mit misst.
Besteht den zugang zu einem Networkanalyzer?

von Claudio Hediger (Gast)


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wieOskar schrieb:
> Besteht den zugang zu einem Networkanalyzer?

Danke für deinen Post

Ja ich habe einen Spektrumanalyzer mit integriertem Tracking Generator

Bis 3 GHz

von wieOskar (Gast)


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Ist doch Optimal. Bitte beim Messen dran denken das eine Antenne darauf 
ausgelegt ist sich Störungen einzusammeln. Fehlt also nur noch die 
HF-Kammer mit drehteller ;-)

von Purzel H. (hacky)


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Irgendwann ist mit analytischen Rechnen Schluss. Dann muss man mit 
Simulationsprogrammen anfahren. Damit geht es dann schnell, 
vorausgesetzt, man die mehrmonatige Einarbeitungszeit hinter sich. Der 
Preisrahmen fuer nicht akademische Anwendungen ist, aeh, nicht gerade 
Bastlerfreundlich. Es gibt zwar ein paar 2D Programme, aber ob die dann 
hinkommen ?

von Stefan M. (derwisch)


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Hmmm...
Wenn Du HFSS und Co schon hast, dann fehlt Dir doch nichts mehr.
Andere wären froh das zu haben. ( Kostet ja ein paar Kiloeuro ).

Ich glaube kaum, dass solche Antennen wie im Bild 100% angepasst sind.
Das geht auch kaum, denn die Umgebung der Antenne ist ja später nicht 
vorhersehbar.

Rechne mal aus, wieviel Abstrahlungsverluste eine scheinbar schlechte 
Anpassung zur Folge hat.
Dann sieht man schnell ein, dass eine perfekt angepasste Antenne selten 
nötig ist.
Ausnahme sind da eher leisungsstarke Rundfunk oder Radar Sender damit 
der Gesamtwirkungsgrad und die Endstufentemperatur im Rahmen bleiben.

Mit HFSS simulierte Antennen sind nach meiner Erfahrung gut an der 
Wirklichkeit dran.

Wenn Du derartige Software bedienen kannst, müsstest Du die Grundlagen 
ja im Schlaf drauf haben. D.h. was muss man am Antennendesign ändern, um 
breitbandiger zu werden o.ä.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Hier gibts eine Einsteiger-Anleitung
http://www.gunthard-kraus.de/
"Vortrag auf der 56. UKW-Tagung 2011 in Bensheim: " Entwicklung einer 
zirkular polarisierten Patchantenne für 2,45GHz mit Sonnet Lite""

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