Stab-Antenne
Funkmodul
Abhängig von den Anforderungen an Frequenz, Reichweite, Umgebungsbedingungen, Datenraten und zur Verfügung stehenden elektrischen Leistung kann ein Funkmodul mit dem passenden Funkprotokoll ausgewählt werden.
UMRF Steckverbinder
UMRF-Steckverbinder ermöglichen elektromechanische Verbindungen zwischen Leiterplatten auf geringem Bauraum, effiziente Anpassungen und EoL-Tests der Stab-Antenne.
Anpassungsnetzwerk
Die HF-Induktivitäten und -Kondensatoren bilden gemeinsam ein Anpassungsnetzwerk. Beim Leiterplattenlayout ein Pi- und T-Netzwerk zu kombinieren schafft vorteilhafte Voraussetzungen um die Stab-Antenne auf mögliche Einflussfaktoren anzupassen.
Sie benötigen Beratung bei der Auswahl des Anpassungsnetzwerks? Dann besuchen Sie unseren Design & Solution Service Antenna Matching.
ESD Schutz
Wenn extern angebrachte Stab-Antennen nicht berührungssicher sind, können elektrostatische Entladungen (ESD) über die Stab-Antennen stattfinden. Um Ausfälle und Schäden der Applikation durch elektrostatische Entladungen zu vermeiden werden zum ESD-Schutz Dioden eingesetzt.
SMA Steckverbinder
Der SMA-Koaxial-Steckverbinder verbindet die Stab-Antenne elektromechanisch mit der Leiterplatte.
Antenne
Wird ein Funkmodul in einem leitenden Gehäuse verbaut, um es beispielsweise vor EMV zu schützen oder um ein robustes Metallgehäuse zu verwenden, so kann das HF-Signal über SMA-Koaxial-Steckverbinder durch das Gehäuse geführt werden. Eine Stab-Antenne mit SMA-Steckverbinder ist ideal geeignet auf dem Gehäuse angebracht zu werden.
IC Peripherie
In der Standardfirmware der Funkmodule ist die Funkkommunikation jedoch nicht die finale Anwendung implementiert. Für Anwendungen wird daher ein IC benötigt, beispielsweise ein Microcontroller, der Sensordaten abfragt und das Funkmodul ansteuert diese zu senden.
Funkmodul
Die empfohlene Beschaltung und das Leiterplattenlayout von der Zuleitung der Antenne aus dem Funkmodul Datenblatt beachten.
UMRF Steckverbinder
Auf der Zuleitung der Antenne unmittelbar nach der Beschaltung des Funkmoduls die Anschlussfläche für einen WR-UMRF Steckverbinder vorsehen.
Antennenzuleitung
Die Zuleitung der Antenne auf die Impedanz von 50 Ohm auslegen.
Die Zuleitung der Antenne so kurz wie möglich halten.
Anpassungsnetzwerk
Das Anpassungsnetzwerk möglichst nah an der Antenne platzieren und an die Funkmodul Massefläche anbinden.
Das Anpassungsnetzwerks für die Bauteilgröße 0402 auslegen.
Antenne
Keine elektrisch leitenden Flächen, Metalle und Batterien/Akkus in der unmittelbaren Umgebung der Antenne platzieren.
Den Abstand der Antenne zu dielektrischen Materialien (z.B. Gehäuse) maximieren.
Grundlagen einer Stab-Antenne
Die Übersicht zeigt typische Komponenten für den Aufbau von Funkschnittstellen mit Stab-Antennen. Dazu gehören neben der Stab-Antenne, den Steckverbindern und dem Anpassungsnetzwerk auch das Funkmodul und der ESD-Schutz.
Das von der extern montierten Stab-Antenne erzeugte Nahfeld wird von ihrer unmittelbaren Umgebung beeinflusst. Die wesentlichen Einflussfaktoren sind Metalle, Batterien/Akkus, Gehäuse und menschliche Körper. Die Position der Stab-Antenne zu der Leiterplatte und die Leiterplattengröße/-geometrie beeinflussen die Antenneneigenschaften ebenfalls. Die Leiterplatte interagiert gemeinsam mit der Stab-Antenne und zusammen bilden sie eine abstrahlende Struktur. Durch die externe Platzierung sowie ihre mechanische Länge ist die Stab-Antenne gegen Verstimmung durch diverse Einflussfaktoren entsprechend tolerant.
Jedoch kann applikationsabhängig die Stab-Antenne durch die Einflussfaktoren sowie die Leiterplattenkonstellation verstimmt sein. Mithilfe von HF-Induktivitäten und -Kondensatoren, welche ein Anpassungsnetzwerk bilden, kann die Stab-Antenne wieder auf den erforderlichen Frequenzbereich angepasst werden.
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