¿Puede un simple cable soldado al pin de salida de antena de un chip inalámbrico ser lo suficientemente bueno para la mayoría de los casos?

Answer 1

Un cable simple y recto que funciona como una antena básica funciona como lo que se llama una antena monopolo . Puede ver sus propiedades básicas en Wikipedia Antena monopolar.

Para maximizar la intensidad del campo transmitido (o la sensibilidad del campo recibido), la longitud del monopolo debe ser un cuarto de longitud de onda . La fórmula de longitud de onda ([matemática] \ lambda [/ matemática]) para una frecuencia dada es [matemática] \ lambda = v / f [/ matemática] donde v es la velocidad de propagación yf es la frecuencia de las ondas de radio. Para Bluetooth, [matemática] f \ aproximadamente 2.4 [/ matemática] GHz y, suponiendo que el cable de la antena es “vertical” a la PCB con el circuito, v debe ser aproximadamente igual a c , la velocidad de la luz en el vacío, que está cerca de 300000 km / s. (Si el cable que funciona como antena no es vertical y se encuentra cerca de la PCB y / o de objetos metálicos (cables de PCB, caja de aluminio, etc.), el valor de v ciertamente disminuirá a bastante menos que c, eventualmente hasta ~ c / 2).

Entonces, bajo el supuesto de que v ~ c la longitud óptima [math] \ ell [/ math] del cable debe ser [math] \ ell \ approx = \ lambda / 4 = c / f / 4 [/ math] que es 31 mm para Bluetooth. Esta es una antena de cuarto de onda. Si agrega múltiplos enteros de [matemática] \ lambda / 2 [/ matemática] ~ 62 mm a esa longitud del cable (por ejemplo, 93 mm), aún debería obtener una eficiencia de transmisión / reflexión comparable a la [matemática] \ lambda / 4 [/ math] longitud del cable.

Verifique si la longitud de su cable es cercana a 31 mm, 93 mm, 155 mm, … para verificar si tuvo una longitud afortunada en su proyecto. Dado que Bluetooth está diseñado para la comunicación por radio en un rango corto, incluso si la longitud de la antena no está cerca de los valores óptimos, aún podría obtener un rendimiento de comunicación aceptable.

Para ver cómo puede diseñar una antena Bluetooth adecuada como patrones metálicos de PCB, consulte, por ejemplo, http://www.ti.com/lit/an/snoa519…. Es un buen recurso.

Answer 2

Lo dijiste en tu pregunta. “lo suficientemente bueno para la mayoría de los casos “.

Y si no comprende cómo funcionan las antenas, ¿cómo va a diseñar una antena muy compacta? Incluso a 2,4 GHz, una antena de media onda tiene aproximadamente 6,25 cm de largo. Y ahora te preguntas por qué no dije cuarto de onda … o tal vez ni siquiera entiendes qué es una longitud de onda o por qué estoy hablando de eso.

Si elige una longitud de cable aleatoria, en realidad puede anular parte de la señal que se transmite o recibe.

Cuanto más eficiente sea su antena, menor será la potencia requerida, mayor será la duración de la batería o menor será la batería que puede usar.

Página en ti.com

Imágenes de http://www.gsm-module.de/

Answer 3

En el lado de transmisión, las antenas ayudan a que la señal de RF se propague en una dirección específica u omnidireccionalmente, dependiendo de cómo se diseñó. El uso de un cable no garantiza que obtendrá la direccionalidad que desea. De hecho, a menudo los rastros de PCB entre el chip y la antena actuarán como antena y generarán fugas. Sin embargo, sin un diseño adecuado, la antena no transmitirá ni recibirá los mismos niveles de potencia. Con toda probabilidad, la solución cableada de la que está hablando no coincide con el alcance de una antena bien diseñada.