Forum: HF, Funk und Felder Was sind das für kleine blaue SMD-Antennen in WLAN-Geräten?


von tim_r (Gast)


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Hallo,

hin und wieder laufen mir WLAN-Geräte über den Weg, die statt einer 
richtigen Antenne ein kleines, blaues SMD-Bauteil direkt aufs PCB 
gelötet haben.

Irgendwo in den Weiten des WWW habe ich gefunden, dass es sich wohl um 
"Keramik-Antennen" handeln soll.

Weiß jemand mehr darüber? Welche Eigenschaften haben diese Bauteile und 
wie sind sie innerlich aufgebaut? Senden sie besser als ein 
50-Ohm-Widerstand gleicher Größe und wenn ja, warum?

Viele Grüße

von Flip B. (frickelfreak)


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z. b. von rainSun, hochwertige keramik als dielektrikum und präzise 
leiter. Meistens eine Pifa antennentopologie. Die strahlen sehr gut, 
besser als übliche pcb-antennen und fast so gut wie antennen aus 
draht(blech) und luft.

Genaueres dem jeweiligen Datenblatt entnehmen.

Besser als Widerstände sind sie, da sie antennen sind. Braucht man das 
noch begründen?

: Bearbeitet durch User
von funky (Gast)


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Flip B. schrieb:
> Die strahlen sehr gut

..im Verhältnis zu ihrer Größe vielleicht.

So ein 3,2 * 1,6mm Hühnerfutter-Teil hat ein PEAK Gain von 0,5dBi.

von GHz N. (ghz-nerd)


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Ich würde diese Teile grundsätzlich als Teil-Antennen bezeichnen, denn 
in aller regel benötigen sie jeweils eine mindest- PCB-Fläche um 
überhaupt die (bescheidenen) Angaben im Datenblatt erreichen zu können.
Die Abstrahlung übernimmt folglich vor allem die Grounplane. das 
bisschen metallbedampfte Keramik hilft aber dabei, die Resonanzfrequenz 
grob zu definieren und etwas unempfindlicher gegen externe Einflüsse zu 
machen

von tim_r (Gast)


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Ach so, das sind Keramikschwinger mit einer Impedanz von ca. 50 Ohm bei 
Resonanzfrequenz und abgestrahlt wird dann eher über die Zuleitungen?!?

von Kastanie (Gast)


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tim_r schrieb:
> und abgestrahlt wird dann eher über die Zuleitungen?!?

nein, abgstrahlt wird über den Keramikkörper.
Allerdings funktioniert diese Abstrahlung nur, wenn eine ausreichend 
große Groundplane zur Verfügung steht.
Im Datenblatt solcher Antennen findet man Beispiellayouts, welche die 
Mindestgröße der Groundplane vorgeben, teilweise auch im Vergleich mit 
anderen Anorndungen und den dazugehörigem Antennengewinnen.

Die Verwendung solcher Kermaikstrahler ist i.d.R. einfacher, kleiner und 
stabiler, als wenn eine magnet loop Antenne auf der Leiterplatte 
eindesigned wird. Denn auch diese kommt nicht ohne ausrechend großem 
Gegengewicht aus.

von Arno (Gast)


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funky schrieb:
> Flip B. schrieb:
>> Die strahlen sehr gut
>
> ..im Verhältnis zu ihrer Größe vielleicht.
>
> So ein 3,2 * 1,6mm Hühnerfutter-Teil hat ein PEAK Gain von 0,5dBi.

Der maximale Antennengewinn ist für einen Rundstrahler (was das 
verlinkte Teil ja sein soll) ein ziemlich nichtssagendes 
Qualitätsmerkmal.

MfG, Arno

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://wireless.murata.com/media/products/apnotes/antenna.pdf
Seite 8 "Chip Antenna"
Im Prinzip eine Microstrip-Leitung auf einem keramischen Material mit 
großem Verkürzungsfaktor (oder Epsilon). Teflon-Platinen z.B. von Rogers 
gibt es bis zu einem Epsilon von 10, Keramik erreicht vermutlich mehr.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Arno schrieb:
> Der maximale Antennengewinn ist für einen Rundstrahler (was das
> verlinkte Teil ja sein soll) ein ziemlich nichtssagendes
> Qualitätsmerkmal.

Der schon, aber das Diagramm (mit einer sehr eigenwilligen Skalierung, 
17,5 dB zwischen den Kreisen) zeigt eben auch, dass es zwar in einer 
Hemisphäre so um die 0 … 0,5 dBi sind, in der anderen aber bis -7 dBi 
abfällt. Im Mittel ist das also dann doch mal sehr viel weniger als ein 
Rundstrahler.

Es sind damit Kompromissantennen: mehr oder weniger stark verkürzte 
Strahler, und noch keiner davon ist es gelungen, die Physik zu 
überlisten. :)

von Arno (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Arno schrieb:
>> Der maximale Antennengewinn ist für einen Rundstrahler (was das
>> verlinkte Teil ja sein soll) ein ziemlich nichtssagendes
>> Qualitätsmerkmal.
>
> Der schon, aber das Diagramm (mit einer sehr eigenwilligen Skalierung,
> 17,5 dB zwischen den Kreisen) zeigt eben auch, dass es zwar in einer
> Hemisphäre so um die 0 … 0,5 dBi sind, in der anderen aber bis -7 dBi
> abfällt. Im Mittel ist das also dann doch mal sehr viel weniger als ein
> Rundstrahler.

Respekt, dass du die Skalierung lesen konntest, ich habs aufgegeben - 
dass das nicht gerade rund aussieht, ist mir aber auch aufgefallen.

Ich kann auch nicht einschätzen, was man so an "mittlerem 
Antennengewinn" erwarten darf, daher bin ich nicht so tief in die 
Materie eingestiegen.

MfG, Arno

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Arno schrieb:
> Ich kann auch nicht einschätzen, was man so an "mittlerem
> Antennengewinn" erwarten darf

Naja, der Isotropstrahler als Bezugssystem wäre ein allseitiger 
Rundstrahler und hätte folglich in jegliche Richtung 0 dBi „Gewinn“.

Praktische Antennen haben natürlich nie eine kugelförmige Abstrahlung, 
folglich in Hauptstrahlrichtung etwas mehr, was in anderen Raumbereichen 
dann weniger wird. Wenn ein Strahler aber "peak" gerade mal um die 0 dBi 
herauskommt und in anderen Raumbereichen dann viel weniger, dann macht 
er logischerweise insgesamt Verlust.

Zum Vergleich: ein idealer Dipol hat "peak" 2,15 dBi Gewinn, wobei das 
Maximum recht breit ist; nur in Längsrichtung strahlt er so gut wie 
nichts ab.

von Wolfgang (Gast)


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Arno schrieb:
> Der maximale Antennengewinn ist für einen Rundstrahler (was das
> verlinkte Teil ja sein soll) ein ziemlich nichtssagendes
> Qualitätsmerkmal.

Rundstrahler ≠ dBi

Ein Rundstrahler strahlt nur in der xy-Ebene (senkrecht zum Strahler) 
richtungsunabhängig. Eine dBi Angabe bezieht sich auf einen isotropen 
Strahler.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Ein Rundstrahler strahlt nur in der xy-Ebene (senkrecht zum Strahler)
> richtungsunabhängig.

Sagen wir mal so: in (wenigstens) einer Ebene. Welche das ist, ist 
erstmal egal.

von Volker M. (Gast)


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Wolfgang schrieb:

> Ein Rundstrahler strahlt nur in der xy-Ebene (senkrecht zum Strahler)
> richtungsunabhängig. Eine dBi Angabe bezieht sich auf einen isotropen
> Strahler.

Diese elektrisch kleinen Antennen sind je nach PCB-Größe tatsächlich 
Kugelstrahler, was für viele Anwendungen auch erwünscht ist. Mit 
steigender Größe der zugehörigen Massefläche ergeben sich Einbrüche im 
Richtdiagramm.

Als Maß für die Antenneneffizienz wird idR auch der Antennenwirkungsgrad 
im Datenblatt angegeben.

Viele Grüße
Volker

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Volker M. schrieb:
> Diese elektrisch kleinen Antennen sind je nach PCB-Größe tatsächlich
> Kugelstrahler

Naja, wenn man 8 dB Einbruch in der einen Hälfte noch als "Kugel" 
akzeptiert, dann sind sie es. ;-)

von tim_r (Gast)


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Wie groß wäre so eine Chip-Antenne wohl, wenn man sie für das 40m-Band 
aufbauen würde?

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, tim_r,

> Weiß jemand mehr darüber? Welche Eigenschaften haben diese Bauteile und
> wie sind sie innerlich aufgebaut?

Eine Antenne ohne Apertur ist bestenfalls ein Schluckwiderstand.
Aber auch der kann noch über die Mantelwellen der Zuleitung strahlen.

Interessant für die industrielle Fertigung ist die Datenhaltigkeit. Für 
eine Multilayer-Keramik lässt sich schon ein Netzwerk bauen, das 
irgendwelche Daten  einhält und so "undurchsichtig" ist, dass kein 
MBA-Absolvent es versteht, aber ihm reicht ja auch der Preis.

Vernünftige 40m-Antennen für Überhorizont-Verbindungen sind Lambda-Halbe 
lang,können mit zunehmenden Verlusten aber immer weiter gefaltet und 
verschachtelt werden.

Ciao
Wolfgang Horn

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