Die Alternative eines armen Mannes zu einem Netzwerkanalysator für die Antennenanpassung

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Ich mache eine kleine Platine mit einem 915 MHz Transceiver. Es wird eine kleine Wendelantenne verwendet, die sich an Bord mit einem sehr kurzen Weg (10 mm) vom IC befindet, einschließlich Balun und einem passenden Netzwerk. Es sind keine HF-Anschlüsse oder Realzustände verfügbar, um diese einzuschließen. Da der Platz auf der Platine begrenzt ist und die Platine ein Kunststoffgehäuse benötigt, konnte ich die Richtlinien des Herstellers nicht befolgen. Daher muss ich zumindest einige Antennenanpassungen vornehmen, um eine maximale Übertragung zu gewährleisten. Das Problem ist, dass ich keinen Zugriff auf einen Netzwerkanalysator habe. Daher würde ich gerne wissen, ob es eine manuelle Methode gibt, die ich verwenden könnte, außer zufällig L- und C-Werte auszuprobieren und die Ausgabe zu messen. Ich brauche keine ernsthafte Antennenleistung, aber einige einigermaßen "gute" (ein relativer Begriff, den ich kenne).

Die Platine verfügt über Footprints für zwei 0402-Komponenten, eine Serie und eine Parallele. Die Rohleistung des IC liegt bei etwa 20 dBm. Aus dem IC-Entwicklungskit habe ich Boards, die eine gute Antenne haben und gut dazu passen (andere Art von Antenne). Ich dachte, ich könnte eine kontinuierliche Übertragung von meinem Board durchführen und eine relative Leistungsmessung vom wahrgenommenen RSSI des Dev-Kit-Empfängers erhalten. Ich konnte die Ergebnisse mit Messungen vergleichen, die von einem anderen Entwickler-Kit-Board in kontinuierlicher Übertragung erhalten wurden. Dann würde ich etwas Brute Force ausführen, indem ich L- und C-Werte ausprobiere. Ich könnte auch aus 10 verschiedenen Kanälen im 915-MHz-Band (902 ~ 928) wählen und sehen, welchen Unterschied ich bekomme. Ich weiß, dass das schrecklich ist, aber hey, deshalb nennt man es Brute Force.

Gibt es eine bessere Methode? Gibt es billige Geräte (<100 US-Dollar), mit denen ich einige Messungen durchführen könnte? Bitte beachten Sie, dass ich in einem unterentwickelten Land lebe, sodass "xxx bei eBay kaufen" nicht in meinen Möglichkeiten liegt.

Anregungen wäre sehr dankbar.

user44206
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Ein Benutzer gab eine Antwort auf diese Frage, aber es scheint, dass sie gelöscht wurde, als der Server gewartet wurde. Eine Schande.
user44206
Richtig, um anzunehmen, dass Sie keinen Spektrumanalysator oder 1-GHz-Signalgenerator haben? Können Sie ein Bild des Referenzdesigns im Vergleich zu Ihrem Design veröffentlichen? Es fiel mir schwer zu verstehen, was anders war. Welche Richtlinien haben Sie konkret nicht befolgt?
user6972
@ user6972 Das Referenzdesign ist völlig anders, da eine Peitschenantenne verwendet wird . Mein Design hat eine andere Form und verwendet eine Helikoidantenne .
user44206

Antworten:

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Ohne weitere Informationen zu Ihrem Design kann ich die Matching-Techniken nicht kommentieren. Aber hier ist eine Hilfe für Ihren Testaufbau.

Sie können versuchen, relative Messungen durchzuführen, aber RSSI ist ein schlechter Parameter für die Überprüfung, da Sie sicherstellen müssen, dass Sie sich im linearen Bereich des RSSI befinden, damit die Vergleiche etwas ähnlich sind. Beachten Sie, dass RSSI nur eine aktuelle Messung der Sättigung der Verstärker ist und im Allgemeinen nicht sehr genau ist.

Ein Spektrumanalysator kann Ihnen viel mehr sagen und Ihnen eine schnelle Vorstellung davon geben, wie sich Ihr Gerät im gesamten Band verhält.

Abgesehen von all dem ... müssen Sie dies an einem offenen Ort im Freien testen, um Mehrwegestörungen zu vermeiden. Je offener und ohne Gegenstände (insbesondere Metall), desto besser. Stellen Sie zwei bewegliche Prüfstände (am besten Kunststoff oder Glasfaser) mit Batterien für die Stromversorgung her. Messen Sie den Abstand zwischen Ihrem Referenzempfänger und Ihrem Testsender (DUT).

Beginnen Sie mit der Herstellerreferenz und charakterisieren Sie diese bei niedrigen / mittleren / hohen Bändern. Stellen Sie sicher, dass Ihre RSSI-Werte stabil sind und Ihre Hintergrundmessungen (ohne in Betrieb befindlichen Sender) leise sind. Das ISM900MHz-Band kann sehr rauschig sein. Achten Sie daher auf falsche Messwerte mit RSSI. Möglicherweise schalten Sie den Sender ständig ein und aus, um die Hintergrundpegel zu überprüfen.

Der RSSI muss ungefähr in der Mitte seines Bereichs liegen. Ist dies nicht der Fall, bewegen Sie die Einheiten näher oder weiter auseinander. Messen Sie diesen Abstand sorgfältig, damit Sie ihn in Zukunft wiederholen können ... und verlieren Sie Ihren Referenzempfänger nicht! Behalten Sie auch die verwendeten Ausrichtungen im Auge und stellen Sie sicher, dass die Kabel sorgfältig verlegt und zur Wiederholbarkeit abgeklebt sind (sowohl Empfänger als auch Prüfling). Möglicherweise möchten Sie sogar etwas Kupferschirmmaterial unter den Empfänger und den Prüfling legen, um eine konsistentere Grundebene zum Testen bereitzustellen. Versuchen Sie, die Kabel durch die Mitte des Bildschirms unter dem Gerät zu führen.

Nehmen Sie dann Ihr Design in der gleichen Entfernung und wiederholen Sie die Messungen über das Band. Mit RSSI +/- 3 dB ist wahrscheinlich die Genauigkeit, die Sie erwarten können. Und da Ihr Design physikalisch unterschiedlich ist, müssen Sie möglicherweise verschiedene Ausrichtungen testen, um sicherzustellen, dass Sie konsistente Ergebnisse erhalten und nicht an einer Antenne mit Null oder Keule testen.

user6972
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Hallo, das sind großartige Informationen für den eigentlichen Test. Ich suchte jedoch nach Einsichten, um zu bestimmen, welche Änderungen ich basierend auf den Testergebnissen einführen sollte. Soll ich beispielsweise einen Kondensator / Induktor in Reihe schalten? Welchen Wert? Mit welchem ​​Bereich sollte ich arbeiten? 1 ~ 10pF? 10 ~ 100 pF? 1 ~ 100 uH? Hinweise dazu wären äußerst hilfreich.
user44206
@ user44206 Nein. Ohne einen Netzwerkanalysator oder einen Signalgenerator und einen Spektrumanalysator ist dies nahezu unmöglich zu erraten. Haben Sie S11-Diagramme der beiden Antennen?
user6972
Ich habe nur die Grafiken in den Datenblättern. S11 wird nicht bereitgestellt, aber ich denke, S11 würde von meiner Boardgeometrie, meinem Gehäuse usw. abhängen.
user44206
@ user44206 Ja, der letzte S11 mit dem passenden Match und der neuen Antenne. Aber S11 jeder Antenne ist ein Ausgangspunkt, den Sie kennen müssen, um die richtige Übereinstimmung zu erzielen. Anbieter stellen normalerweise S11-Diagramme für ihre Antennen bereit. Möglicherweise müssen Sie anrufen, um die Daten von ihnen zu erhalten. Der Vergleich der beiden S11 der beiden Antennen kann hilfreich sein, um neue Übereinstimmungswerte zu erraten. Auch die Kenntnis der Ausgangsimpedanz des Verstärkers wäre sehr hilfreich.
user6972
Vielen Dank. In ungefähr drei Wochen werden die Bretter in meinen Händen sein. Bis dahin werde ich einige grobe Messungen vornehmen, also werde ich im Moment versuchen, meine Sorgen in Schach zu halten. Übrigens verwende ich als "neutrales" Serienelement einen 0402 100pF C0G-Kondensator. Was denken Sie? Wäre das neutral genug? Im schlimmsten Fall könnte ich es durch eine Lötwölbung ersetzen. : P
user44206
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Ok, die Alternative des armen Mannes ist die folgende:

Schließen Sie die Antenne (möglicherweise mit einem 0-Ohm-Widerstand) direkt an den Treiber an und verwenden Sie nicht das entsprechende Netzwerk.

Sie können ~ 3dBs verlieren, aber normalerweise ist das nicht viel im Vergleich zu Antennenverlust und Pfadverlust.

Stefan Wyss
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