Hallo zusammen, für ein Experiment benötige ich eine 5m lange und 0.2m breite rechteckige Antenne für eine Frequenz von 13.56 MHz (RFID HF) mit einer Impedanz von 50 Ohm. Da ich nicht aus der HF Technik komme, bitte ich mögliches Unwissen zu entschuldigen. Jedenfalls sind diese Maße die Vorgabe und somit kein Parameter zum Anpassen der Impedanz. Vorerst mal eine Verständnisfrage. Die Impedanz ist doch hier der komplexe Anteil meiner Reihenschaltung aus dem ohmschen Widerstand und dem induktiven Blindwiderstand und NICHT der Betrag dieser Reihenschaltung, oder? Sollte dies so sein, so ist meine Impedanz in diesem Fall der Blindwiderstand Xl, der die Induktivität L berücksichtigt. Die Induktivität L habe ich mit dieser Formel berechnet. http://www.technick.net/public/code/cp_dpage.php?aiocp_dp=util_inductance_rectangle Alles zusammengefügt erhalte ich eine Impedanz von 1052 Ohm. Vorgabe für das Lesegerät der Antenne ist eine Impedanz von 50 Ohm. Nun die eigentliche Frage. Wie kann ich die Impedanz der Antenne anpassen, sodass ich zumindest in die Nähe der 50 Ohm komme. Meine erste Idee ist einen Kondensator mit einzubauen, der die zu große Impedanz kompensieren kann. Aber ich weiß nicht, ob es so einfach ist. Vielleicht gibt es noch andere Möglichkeiten. Und vielleicht gibt es noch weitere Probleme, die ich noch gar nicht berücksichtigt habe. Ich bin für konstruktive Anregungen dankbar. LG Julian
Hallo Julian, ohne Messmittel wird es schwierig. Aber ich sehe eine Antenne als L||C-R an. Ist sie Resonat bei der Frequenz f, dann gilt: XL = XC
Vielen Dank für deine Antwort. Karl M. schrieb: > Aber ich sehe eine Antenne als L||C-R an. Wäre es nicht L-R||C ? Denn eine Spule hat ja den parasitären Drahtwiderstand dabei, auch wenn dieser vernachlässigbar ist.
Also zur Frage, hast Du Messmittel: einen Richtkoppler, einen Generator und einen log. Detektor ? Damit kann man die Anpassung an 50Ohm bestimmen. Als Generator könnte auch DDS AD9951 mit einer kleiner Endstufe Pout = +10dBm dienen. Als log. Detektor z.B. ein AD8307 mit µC --> USB Anbindung. Siehe http://www.dl4jal.eu/hfm9.htm Gesamtdokumentation in deutsch. Heute sind die FA-NWT01 mit RS232 oder USB Interface nicht mehr über den Funkamateur Shop erhältlich, sondern nur noch über einschlägige AFU Foren.
der ansatz wird so in die hose gehen. simuliere es halt, z.B. mit MMANA-GAL. das kostet dich 10 minuten und wird deutlich aufschlussreicher sein, als sämtliches herumgerate hier. das programm bietet gleich noch die funktion, eine anpass-schaltung für 50 ohm zu berechnen. insgesamt wäre es aber schlau, wenn du erst mal erklärst, was du machen willst. eine 5m x 20cm große antenne für 13.56 mhz ist ja schon deutlich in der größenordnung der wellenlänge. wenn du damit z.b. HF RFID tags auslesen willst, wirst du keine freude damit haben.
Als praktische Messmethode hatte ich mir überlegt die Antenne in Reihe mit einem Poti zu schalten. Zuhause habe ich verschiedene Potis rumliegen, die jeweils andere Widerstandsbereiche haben. Wenn ich diese Reihenschaltung an einen Funktionsgenerator anschließe, eine feste Frequenz f erzeuge und die Spannung jeweils über Antenne und Poti messe und den Widerstandswert des Potis verändere bis die Spannungen gleich sind, müsste der Widerstand doch der Impedanz entsprechen? Zumindest wäre der Ansatz einfacher als der von Karl und leichter realisierbar. Zeit ist leider das was mir für dieses Projekt fehlt. Der Hinweis mit dem Simulationsprogramm klingt durchaus interessant. Mal schauen ob ich das als Laie auf diesem gebit bedient bekomme. egal schrieb: > insgesamt wäre es aber schlau, wenn du erst mal erklärst, was du machen > willst. eine 5m x 20cm große antenne für 13.56 mhz ist ja schon deutlich > in der größenordnung der wellenlänge. Für was diese Anwendung mal sein soll, kann/darf ich so leider nicht preisgeben. Aber es sollen in der Tat HF Tags ausgelesen werden. Inwiefern kann die Wellenlänge von 22m hier störend sein? Danke für eure guten Antworten
Hallo Julia, Ohne HF Kenntnisse wirst Du mit MMANA-GAL nicht weit kommen. Mit MMANA-GAL kann man die "Richtung" einer Antenne in einer optimierten Umgebung näherungsweise Berechnen. Somit hat man in der Realität schon man einen Startpunkt für eine interrative Verbesserung. Aber OHNE HF Messmittel, i.a. Richtkoppler, HF-Generator und HF-Detektor kommst Du nicht ans Ziel. Vielleicht kommst Du auf neue Ideen mit eienr HF-Messbrücke, der wird durch einen HF-Generator (~+20dBm) getrieben und ein HF-Detektor kann hier schon eine HF-Diode + DMM sein.
Hier ist noch ein Blick in die "Hochfrequenz-Messtechnik": http://www.viehl-radio.de/homeda/vlf/hfmessung.pdf http://dl8aap.koch-carsten.de/?p=862 http://www.dl2lto.de/sc/HB_AMB.htm
Mach Dir nen Gamma-Match an die Antenne und ein Abgleichelement an die dem Einspeisepunkt gegenueberliegenden Seite. (z.B. ein Drehkondensator 2x 330 pF parallel mit 10 k) Eine SWR-Messbruecke wirst Du trotzdem brauchen.
Julian U. schrieb: > für ein Experiment benötige ich eine 5m lange und 0.2m > breite rechteckige Antenne für eine Frequenz von 13.56 MHz > (RFID HF) mit einer Impedanz von 50 Ohm. Da ich nicht aus > der HF Technik komme, bitte ich mögliches Unwissen zu > entschuldigen. Ich entschuldige Dein Unwissen gern, aber die Physik wird es nicht entschuldigen... > Die Impedanz ist doch hier der komplexe Anteil meiner > Reihenschaltung aus dem ohmschen Widerstand und dem > induktiven Blindwiderstand NEIN! Ganz schlechtes Deutsch: Es gibt keinen "komplexen Anteil". Die Impedanz ist der komplexe Widerstand; dieser besteht aus einem Realteil und einem Imaginärteil. > und NICHT der Betrag dieser Reihenschaltung, oder? Korrekt. Der Betrag der Impedanz wäre der Scheinwiderstand. > Alles zusammengefügt erhalte ich eine Impedanz von 1052 Ohm. Nein. Hier rächt sich die Unsauberkeit von oben. Die Impedanz beträgt allenfalls 1052 j*Ohm. Die Drahtschleife ist im Wesentlichen ein Blindwiderstand. > Vorgabe für das Lesegerät der Antenne ist eine Impedanz > von 50 Ohm. Logisch. Das ist der übliche Wellenwiderstand für Koax-Kabel. Hier ist ein kurzer philosophischer Einschub notwendig: Der Wellenwiderstand von 50 Ohm ist der Einheit nach ein reeller Widerstand, also ein Wirkwiderstand . Die Impedanz der Drahtschleife ist (vorwiegend) imaginär - die Antenne ist ein Blindwiderstand . Du musst also sowohl Betrag als "Richtung" (Phasenverschiebung) anpassen. > Wie kann ich die Impedanz der Antenne anpassen, sodass > ich zumindest in die Nähe der 50 Ohm komme. Blindwiderstände kann man mit entgegengesetzten Blind- widerständen kompensieren. Wenn sich die Blindanteile genau aufheben, bleibt nur der Wirkanteil übrig - dieser Punkt heisst "Resonanz". Der Wirkwiderstand bei Resonanz hat aber i.d.R. keine 50 Ohm. Das kann man durch Transformation ändern - also entweder mit einem Übertrager, oder durch Anzapfungen an L oder C. > Meine erste Idee ist einen Kondensator mit einzubauen, der > die zu große Impedanz kompensieren kann. Grundsätzlich ein guter Plan. > Aber ich weiß nicht, ob es so einfach ist. Nein, ist es nicht :) Durch die Resonanz wird der Widerstand rein reell, aber er hat i.d.R. keine 50 Ohm. > Vielleicht gibt es noch andere Möglichkeiten. Und vielleicht > gibt es noch weitere Probleme, die ich noch gar nicht > berücksichtigt habe. Ich bin für konstruktive Anregungen > dankbar. Auch wenn Du das äußerst ungern hörst: Es wäre wichtig, etwas mehr über die konkreten Details Deiner Anwendung zu erfahren. RFID arbeitet, soweit ich weiss, normalerweise im Nahfeld. Deine Spule ist aber von den Abmessungen her schon gefährlich nahe an einer Vollwellenschleife. Wenn Du die gut anpasst und mit genügend Leistung rangehst, sendet das ewig weit. Willst Du das?
> Deine > Spule ist aber von den Abmessungen her schon gefährlich nahe an > einer Vollwellenschleife. Ich hab eine Ganzwellenschleife (aka Oblong) unterm Dach fuer 27,12 MHz. Die ist trotz doppelter Frequenz schon noch ne Runde groesser. Kommerziell tut man solche grossen Antennen in viele kleine Antennen segmentieren und evtl. sogar mit je einem Reader ausstatten.
Julian U. schrieb: >Vorerst mal eine Verständnisfrage. Die Impedanz ist doch hier der >komplexe Anteil meiner Reihenschaltung aus dem ohmschen Widerstand und >dem induktiven Blindwiderstand und NICHT der Betrag dieser >Reihenschaltung, oder? Was du bauen willst, ist eine Magnetische Antenne. Eine Magnetische Antenne ist im Prinzip ein Schwingkreis. Dein Rahmen 5m * 0.2m ist die Spule. Da schaltest du nun einen Kondensator Parallel. Dieser Schwingkreis hat nun eine bestimmte Resonanzfrequenz. Mit dieser Frequenz ist der Schwingkreis nun rein ohmisch. Dies ist der Resonanzwiederstand, und der wird sehr hoch sein. Sehr viel größer als die Reihenschaltung aus dem ohmschen Widerstand und dem induktiven Blindwiderstand. Ich schätze mal irgendwo im kOhm bereich. Um diesen Schwingkreis niederohmig anzukoppeln, kannst du einen kapazitiven Spannungsteiler verwenden. Also du schaltest den Kondensator mit einen sehr viel größeren Kondensator in Reihe. Parallel zu diesem hast du nun deinen niederohmigen Ankoppelppunkt. Je größer dieser ist um so niederohmiger ist der Ankoppelpunkt. egal schrieb: >eine 5m x 20cm große antenne für 13.56 mhz ist ja schon deutlich >in der größenordnung der wellenlänge. Deshalb wird man wohl die Antenne nicht in Resonanz bekommen, oder der kondensator muß extrem klein sein. Der Durchmesser einer Magnetischen Antenne sollte eigentlich höchstens 1/10 der Wellenlänge sein. Ich werde Morgen mal die Resonanzfrequenz deiner Antenne mit einem Kondensator von 250pF messen.
Günter Lenz schrieb: > Julian U. schrieb: >> Vorerst mal eine Verständnisfrage. Die Impedanz ist doch >> hier der komplexe Anteil meiner Reihenschaltung aus dem >> ohmschen Widerstand und dem induktiven Blindwiderstand >> und NICHT der Betrag dieser Reihenschaltung, oder? > > Was du bauen willst, ist eine Magnetische Antenne. Ist das so? Will er das? Will man nicht bei RFID eher im magnetischen Nahfeld arbeiten? Die Frage ist ernstgemeint.
> > Was du bauen willst, ist eine Magnetische Antenne. > Ist das so? Will er das? > Will man nicht bei RFID eher im magnetischen Nahfeld > arbeiten? Wo waere jetzt die Differenz?
@Karl: Danke für die Links. Diese werde ich mir mal genauer anschauen. Vielleicht erschließt sich mir ja bisschen was in der HF Technik. Auch wenn ich kein Freund von werden werde ;) @Possetitjel: Auch dir danke für deine wirklich umfangreiche Stellungname. Insbesondere deine Korrektur für die Erklärung der Impedanz hat mir schon mal sehr geholfen. Die Impedanz ist also eine rein komplexe Größe. Was ich jetzt aber nicht verstehe ist folgendes: Angenommen ich habe einen Kondensator so dimensioniert, dass nur der Wirkwiderstand der Drahtschleife übrig bleibt. Ist dann meine Impedanz real, also gleich mit dem Wirkwiderstand? Oder kann ich den Kondensator nicht so auslegen, dass sich eben die Blindanteile nicht genau kompensieren und somit "j50 Ohm übrig bleiben"? Zur Anwendung selber: Die Antenne in viele kleine aufzuteilen, wäre durchaus sinnvoll, aber aus Kostengründen nicht realisierbar. Es bleibt nämlich nicht bei einer Antenne mit 5m x 0.2m, sondern mehrere die somit eine größere Fläche abdecken. Insgesamt ca. 50 Antennen, die mit Multiplexer an verschiedenen Lesegeräten hängen. Noch mehr Antennen bedeuten demnach noch mehr Hardware-Einsatz. Aber ja du hast recht, es wäre besser. Die Antennen würden im Boden liegen und die Tags unmittelbar darüber. Mehrere Tags übereinander kommt vom Aufbau nicht vor. Hohe Reichweiten stören demnach erstmal nicht die Funktionsweise des Vorhabens.
...... schrieb: >> > Was du bauen willst, ist eine Magnetische Antenne. > >> Ist das so? Will er das? > >> Will man nicht bei RFID eher im magnetischen Nahfeld >> arbeiten? > > Wo waere jetzt die Differenz? In der Auslegung des Gesamtsystems.
Julian U. schrieb: >Oder kann ich den Kondensator nicht so auslegen, >dass sich eben die Blindanteile nicht genau kompensieren und somit "j50 >Ohm übrig bleiben"? Wenn sich die Blindanteile nicht genau kompensieren, haben wir keine Resonanz.
LF und HF (125kHz und 13.56MHz) koppeln induktiv im Gegensatz zu UHF. Demnach hat Günter recht, dass ich eine "magnetische Antenne" bauen möchte. Warum ist der Wirkwiderstand deiner Schätzung nach sehr hoch? Es bleibt doch lediglich der Drahtwiderstand von 2*5m + 2*0.2m also 10.8m übrig (es wird wohl nur eine Windung geben) und das bei einem Drahtdurchschnitt von 1 bis 1.5mm. Hab ich da jetzt was vergessen zu berücksichtigen, weil das sind nach meiner Rechnung 0.23 Ohm.
Julian U. schrieb:
>nach meiner Rechnung 0.23 Ohm.
Das ist bei Gleichstrom so.
Wir haben hier aber Hochfrequenz.
Zwei, vielleicht laienhafte, Fragen: 1. Warum muss die Antenne überhaupt in Resonanz sein? Nach meinem Verständnis sollten doch lediglich die Transponder in Resonanz gebracht werden, damit sie sich u.a. mit Energie versorgen können. 2. Günter Lenz schrieb: > Julian U. schrieb: >>nach meiner Rechnung 0.23 Ohm. > > Das ist bei Gleichstrom so. > Wir haben hier aber Hochfrequenz. Was bleibt denn noch übrig bei Resonanz von Kapazität und Induktivität? Da gibt es doch nur noch den Drahtwiderstand? Und wie verhält der sich denn bei HF? Der ist doch vollkommen frequenzunabhängig. Dachte ich zumindest
Julian U. schrieb: > Die Impedanz ist also eine rein komplexe Größe. Die Impedanz ist eine komplexe Größe, ja. > Was ich jetzt aber nicht verstehe ist folgendes: Angenommen > ich habe einen Kondensator so dimensioniert, dass nur der > Wirkwiderstand der Drahtschleife übrig bleibt. Hmm... (Deine Formulierung ist missverständlich, aber ich will keine Korinthen kacken. Ich verstehe, was Du meinst.) > Ist dann meine Impedanz real, also gleich mit dem Wirkwiderstand? Ja. Dieser Wirkwiderstand ist aber NICHT gleich dem reinen Drahtwiderstand der Schleife, die Du mit dem Multimeter messen kannst! Das ist komplizierter. > Oder kann ich den Kondensator nicht so auslegen, dass sich > eben die Blindanteile nicht genau kompensieren und somit > "j50 Ohm übrig bleiben"? Ja, natürlich kannst Du - aber davon hast Du nix: Du musst die Antenne auf reelle 50 Ohm bringen - der Blindwiderstand "strahlt nicht". Ein rein imaginärer Widerstand (Blindwiderstand) speichert die Energie nur - und gibt sie beim nächsten passenden Moment wieder in die Schaltung zurück. Nur ein reeller Widerstand (Wirkwiderstand) "bewirkt" etwas - nur ein Wirkwiderstand wandelt die von der Schaltung gelieferte elektrische Energie dauerhaft in irgendwas anderes um. > Zur Anwendung selber: [...] Hmm. Ich halte das in der vorliegenden Form für nicht realisierbar.
Julian U. schrieb: > 1. Warum muss die Antenne überhaupt in Resonanz sein? Als Antenne würde ich etwas bezeichnen, das elektromagnetische Wellen (--> Fernfeld) abgibt. Das funktioniert halt um so besser, je weniger Blindanteile vorhanden sind. > Nach meinem Verständnis sollten doch lediglich die Transponder > in Resonanz gebracht werden, damit sie sich u.a. mit Energie > versorgen können. Hier ist es wieder, das Kernproblem: Du müsstest Dich mal entscheiden, ob Du eine Funkanwendung oder eine induktive Übertragung aufbauen willst. >> Das ist bei Gleichstrom so. >> Wir haben hier aber Hochfrequenz. > > Was bleibt denn noch übrig bei Resonanz von Kapazität und > Induktivität? STRAHLUNG - d.h. elektromagnetische Wellen! > Da gibt es doch nur noch den Drahtwiderstand? Nein! Es gibt elektromagnetische Wellen im Raum, und diese enthalten Energie!
Julian U. schrieb: >Was bleibt denn noch übrig bei Resonanz von Kapazität und Induktivität? >Da gibt es doch nur noch den Drahtwiderstand? Und wie verhält der sich >denn bei HF? Der ist doch vollkommen frequenzunabhängig. Dachte ich >zumindest Dieser Drahtwiderstand ist ein Verlustwiderstand, wenn du ihn kleiner machst, zB. den Draht dicker machst, wird der Resonanzwiderstand größer. Das hört sich erstmal paradox an, ist aber so.
Danke für deine Geduld mit mir, Possetitjel :) Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, ist das Ziel die Impedanz der Antenne auf reale 50 Ohm zu bringen (50 + j*0 Ohm), denn imaginäre Anteile bringen ja für die Übertragung der Wellen nichts. Vielleicht kannst du mir, auch gern in Form von einem Literaturhinweis, noch erklären wie ich jetzt den realen Anteil auf 50 Ohm getrimmt bekomme. Ein Kondensator besitzt ja nur einen Blindwiderstand und keinen Wirkwiderstand. Mir ist es demnach schleierhaft, wie ich durch Kondensatoren hier was bewirken kann.
Am einfachsten geht das mit Anzapfungen an der Antenne wo das Signal eingespeist wird. Schrub ich oben schon: Gamma-Match z.B. Das ist nichts kompliziertes und keine Raketenwissenschaft. Aber fuer solche Sondergroessen muss man sowas experimtell machen. SWR mit Drehko auf der Betriebsfrequenz auf Minimum abgleichen. Dann mit dem Match das SWR auf 1 bringen. Die Antenne wird aber von der Umgebung auch noch u.U. verstimmt. Das C sollte daher abstimmbar bleiben. Z.B. mit einer Festkapazitaet plus einem Trimmer. Viel Erfolg
Julian U. schrieb: > Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, ist das Ziel > die Impedanz der Antenne auf reale 50 Ohm zu bringen > (50 + j*0 Ohm), Richtig. > denn imaginäre Anteile bringen ja für die Übertragung der > Wellen nichts. Vielleicht kannst du mir, auch gern in Form > von einem Literaturhinweis, noch erklären wie ich jetzt den > realen Anteil auf 50 Ohm getrimmt bekomme. Ist wahrscheinlich weiter oben etwas untergegangen: Transformieren. Entweder in Form eines Übertragers (HF-Trafo) oder durch Anzapfungen an L oder C. Günter hat oben die Methode mit "angezapftem" C beschrieben. Die wahre Fußangel besteht darin, dass Du den Resonanzwiderstand Deiner Anordnung kennen musst, um das Transformationsverhältnis zu bestimmen. Das ist Antennenberechung, und das ist, höflich formuliert, nicht gerade meine Kernkompetenz... :) > Ein Kondensator besitzt ja nur einen Blindwiderstand und keinen > Wirkwiderstand. Ja, soweit richtig. Allerdings haben die Wicklungen eines Transformators im Wesentlichen auch nur Blindwiderstände - trotzdem übersetzt der Trafo Strom, Spannung und Widerstand. > Mir ist es demnach schleierhaft, wie ich durch Kondensatoren > hier was bewirken kann. Naja, wie schon gesagt - es stehen zwei Teilaufgaben: Zum einen soll die Impedanz der Last rein reell werden, das führt zur Resonanz, d.h. in Deinem Falle zum Parallelschalten eines Kondensators zur Drahtschleife. Der sich ergebende (reelle) Resonanzwiderstand des Schwingkreises weicht aber i.d.R. deutlich von 50 Ohm ab. Um dieses zweite Problem zu beheben, kann man z.B. einen kapazitiven Spannungsteiler verwenden (Reihenschaltung von zwei Kondensatoren). Die Schwingkreiskapazität entspricht der der gesamten Reihenschaltung; die Impedanztransformation hängt vom Verhältnis der Teilkapazitäten ab. Deine Quelle wird an den Abgriff (zwischen den Kondensatoren) angeschlossen. Das hat Günter auch so beschrieben. Das ist so eine Art "kapazitiver Spar-Trafo". Noch zwei Anmerkungen: Man darf die erforderliche Kapazität NICHT einfach aus der Induktivität der Schleife und der Thomson'schen Schwingungsgleichung bestimmen - da kommt Quatsch heraus! Die geometrische Ausdehnung der Schleife liegt schon in der Größenordnung der Wellenlänge - somit sind Laufzeiteffekte zu berücksichtigen! Die Lichtgeschwindigkeit ist NICHT unendlich groß ... :) (Eventuell ist bei 5 m x 0.2 m eine Näherung als kurzgeschlossene Zweidrahtleitung möglich.) Zweite Anmerkung: Ich bin nach wie vor noch nicht überzeugt, dass Du nicht eigentlich eine induktive Übertragung haben möchtest...
Was wäre denn bei der induktiven Ünertragung so anders? Ehrlich gesagt bin ich von einer solchen ausgegangen. HF -> induktive Kopplung
Julian U. schrieb: > Was wäre denn bei der induktiven Ünertragung so anders? Da ist im wesentlichen nur das Magnetfeld beteiligt; das elektrische Feld spielte keine große Rolle. Die (magnetische) Feldstärke fällt außerhalb der Drahtschleife schnell ab (--> Nahfeld). > Ehrlich gesagt bin ich von einer solchen ausgegangen. > HF -> induktive Kopplung Nee, nicht. Absolut nicht. Das, was Antennen abstrahlen, heißt aus gutem Grund elektromagnetische Welle - weil nämlich sowohl das elektrische als auch das magnetische Feld beteiligt sind. Da sich elektrische und magnetische Feldkomponente sozusagen gegenseitig am Leben halten, breitet sich die Welle auch sehr weit außerhalb der Drahtschleife aus - sie wird in den Raum abgestrahlt (--> Fernfeld). Die Feldstärken der Feldkomponenten fallen relativ langsam mit der Entfernung ab. Im magnetischen Nahfeld (d.h. rein induktiv) kann man nur arbeiten, wenn die Drahtschleife deutlich kleiner als die Freiraum-Wellenlänge ist - andernfalls wird unweigerlich auch ins Fernfeld abgestrahlt. Bei einer 10m-Schleife und 22m Freiraum-Wellenlänge ist die Nahfeld-Bedingung nicht mehr erfüllt (zumal dort noch parasitäre Effekte dazukommen, wie z.B. der Verkürzungsfaktor.) Also entweder Frequenz 'runter oder Schleife kleiner :)
Interessante Aussage mit der Wellenlänge. Ich habe mal von λ/2 Dipol gehört. Passt das hier in den Kontext rein? Was wäre denn der Grenzwert, der zulässig an Drahtschleifenlänge wäre? Wenn ich die ganze Anwendung in LF (125kHz) betreibe, habe ich ja eine Wellenlänge von 2400m. Hier dürfte es dann besser passen, oder?
Julian U. schrieb: > Interessante Aussage mit der Wellenlänge. Ich habe mal > von λ/2 Dipol gehört. Passt das hier in den Kontext rein? Selbstverständlich. Letztlich hängt alles an der Relation von Lichtgeschwindigkeit, Wellenlänge und Frequenz. Die obere Grenze ist immer die Freiraumwellenlänge - spätestens ab der wird alles kompliziert. > Was wäre denn der Grenzwert, der zulässig an Drahtschleifenlänge > wäre? Es gibt keine absolute, scharfe Grenze. Wie immer: Drei Autoren, vier Meinungen :) Als Anhaltspunkt kann man aber sagen, dass man halbwegs definierte Verhältnisse hat, wenn die größte Abmessung der Anordnung kleiner als Lamda/10 ist. > Wenn ich die ganze Anwendung in LF (125kHz) betreibe, habe ich > ja eine Wellenlänge von 2400m. Hier dürfte es dann besser passen, > oder? Ja, unbedingt. Da das Lambda/10-Kriterium bei Weitem erfüllt ist, bist Du immer im Nahfeld, d.h. man hat nahezu rein induktive Kopplung, und die Drahtschleife darf einfach als Drahtschleife mit einer bestimmten Induktivität betrachtet werden. Die Ursprungsfrage nach der 50-Ohm-Anpassung ist damit natürlich erledigt - es ist mMn nicht sinnvoll, eine Induktionsschleife auf reelle 50 Ohm anpassen zu wollen. Dein Sender muss die 11 µH treiben können, was kein besonderes Problem sein sollte. Ggf. könnte man auch mehrere Windungen je Schleife verwenden. Ob sich das alles in Dein Gesamtsystem einfügt, kann ich nicht beurteilen - Du verrätst ja nicht, was Du eigentlich erreichen möchtest... :)
Possetitjel schrieb: > Du verrätst ja nicht, was Du eigentlich erreichen > möchtest... Da kommt dann bestimmt so etwas wichtiges und geheimnisvolles wie Kaninchen mit RFID Chip ausstatten und dann auf dem PC schauen, wo die Karnickel im Garten rumhoppeln ;)
Das heißt, wenn ich auf LF runtergehe, muss ich die Impedanz von realen 50 Ohm nicht mehr beachten, weil es rein induktiv ist? Das würde die Sache ja erheblich vereinfachen, wenn ich das richtig überblicke. Nachteil, der mir sofort einfällt ist, dass die einzelnen Tags deutlich mehr Windungen brauchen als die HF Tags. Mal schauen was auf dem Markt erhältlich ist, denn die Tags sollten eigentlich an der Unterseite von Gegenständen aufgeklebt werden. Possetitjel schrieb: > Du verrätst ja nicht, was Du eigentlich erreichen > möchtest... :) Okay bisschen abstrahiert, ergibt sich folgendes: Wie schon erwähnt benötige ich mehreren von diesen Antennen. 25 horizontal, 25 vertikal, die mit einer passenden Konstruktion in Matrixform angeordnet werden. Damit ergibt sich ein Raster von 0.2m x 0.2m. Über Lesegeräte und Multiplexer werden die Antennen dann nacheinander angesprochen um die Tags in ihrem Nahfeld auszulesen. So kann eine grobe Ortung der Tags stattfinden.
Julian U. schrieb: > Über Lesegeräte und Multiplexer werden die Antennen dann > nacheinander angesprochen Das wird böse enden.
Hp M. schrieb: > Julian U. schrieb: > Über Lesegeräte und Multiplexer werden die Antennen dann > nacheinander angesprochen > > Das wird böse enden. Dürfte man fragen weshalb?
Julian U. schrieb: > Das heißt, wenn ich auf LF runtergehe, muss ich die > Impedanz von realen 50 Ohm nicht mehr beachten, weil > es rein induktiv ist? Richtig. Indem Du die Frequenz von 13.56 MHz auf 0.125 MHz absenkst, vergrößerst Du ja die Wellenlänge von 22 m auf 2400 m. Dieselbe Drahtschleife, die bei 13.56 MHz noch ungefähr lambda/2 lang ist, ist bei 0.125 MHz nur noch lamda/200 lang. Das ist ein konzentriertes Bauelement; Wellenausbreitung kann vernachlässigt werden. Die Wirkung, die übrig bleibt, ist die induktive. Das vereinfacht alle Betrachtungen. > Nachteil, der mir sofort einfällt ist, dass die einzelnen Tags > deutlich mehr Windungen brauchen als die HF Tags. Mal schauen > was auf dem Markt erhältlich ist, denn die Tags sollten eigentlich > an der Unterseite von Gegenständen aufgeklebt werden. Ja, gut... irgendwas ist immer :-) Bisher war nicht klar, dass Du käufliche Tags verwenden willst. >> Du verrätst ja nicht, was Du eigentlich erreichen >> möchtest... :) > > Wie schon erwähnt benötige ich mehreren von diesen Antennen. > [...] Über Lesegeräte und Multiplexer werden die Antennen dann > nacheinander angesprochen um die Tags in ihrem Nahfeld auszulesen. > So kann eine grobe Ortung der Tags stattfinden. Schön... Ortung hatte ich schon vermutet. - Müssen die Tags unterscheidbar sein? Und müssen sie passiv sein - oder dürfen sie auch eine Batterie haben? Und wie schnell muss das Ganze reagieren? Wie hoch soll die Ortsauflösung sein?
> Müssen die Tags > unterscheidbar sein? Und müssen sie passiv sein - oder dürfen > sie auch eine Batterie haben? Und wie schnell muss das Ganze > reagieren? Wie hoch soll die Ortsauflösung sein? Ja die Tags müssen unterscheidbar sein. Gleichzetig auf der ganzen Fläche über alle Antennen werden sich maximal 5-15 Tags befinden. Ja die Tags sollten passiv sein, da hiervon eine hohe Stückzahl verwendet werden soll. Zudem sollten sie als EInwegtransponder verwendet werden. (Auf Objekt drauf kleben, irgendwann abziehen und weg schmeißen). Die Genauigkeit sollte zischen 20-25cm auf 20-25cm liegen. Reaktionszeit war als erster Grenzwert mal eine eine Sekunde angedacht. Da muss man schauen was machbar ist. Mir liegt zur Zeit noch kein Datenblatt des Readers vor, sodass die Reaktionszeit nicht genauer einschätzen kann.Übrigens es war mal dieser angedacht (http://www.stt-rfid.de/node/93) Ich habe mir mal noch was anderes überlegt. Es gab ja schon den Vorschlag die Antennen zu segmentieren. Aus Kostengründen ist das nur bedingt möglich. Beim bisherigen Aufbau benötige ich rund 50 Antennen. Wenn ich die Schleife auf 1m x 0.25m verkürze habe ich eine Schleifenlänge von 2.5m. Faktor lambda / 10 bei HF (13.56MHz) müsste ja noch kanpp gegeben sein. Könnte man dann ebenso die erwähnten Vereinfachnungen annehmen, ja oder? Dieses Maß der Antennenlänge wäre noch im Bereich des möglichen, was die Kosteneffizienz angeht. Wenn ich richtig gerechnet habe, erhöht sich dadurch der Antennenaufwand von Faktor 4. Müsste verkraftbar sein. Zumindest wäre das eine Möglichkeit bei HF zu bleiben und die dünnen HF Label Tags (http://www.stt-rfid.de/node/87) zu verwenden. Im Übrigen danke für deine Zeit und Geduld mit mir :)
Fehlende Details. Die Kopplung ist induktiv. Das RFID Tag hat auch eine Spule in einem abgestimmten Schwingkreis als Versorgung und als Traeger. Die Uebertagung erfolgt durch definiertes Kurzschliessen des Feldes. Auf dem Tag laeuft eine Statusmaschine, mit dem Traeger als Takt. Das Kurzschliessen des Traegers wird bei der Basisstation als Seitenband detektiert. Die Basisstation muss natuerlich eine abgestimmte Antenne haben um das Rauschen und Stoerungen wegzumachen. Um den Empfang zu verbessern. Das empfangene Signal wird um den Faktor Q verstaerkt. Dazu ist zu sagen, dass die Sendefeldstaerke limitiert ist. Die Reichweite einer Basisstationsantenne bei passivem Tag entspricht in etwa ihrem Durchmesser. Bei aktivem Tag ist ein Vielfaches moeglich. Positionsbestimmung... Ja haette man gerne. Waere allenfalls durch Vergleich der Feldstaerke bei mehreren Antennen moeglich. Wobei, wenn die koppeln, wird's schwierig. Wo ist die Energie zu welchem Zeitpunkt. Und dann gibt's ja noch eine Orientierung. Beide Antennen sind keine isotropen Strahler.
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