Was ist eine 50-Ohm-Antenne? Wie würdest du eins machen?

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Dies ist eine absichtlich sehr offene Frage. Was bedeutet es für eine Antenne, eine 50-Ohm-Antenne mit einer bestimmten Frequenz zu sein? Wie stellt man eine 50 Ohm Antenne für zB 433.92MHz her? Wie lauten die Optionen? Was sind die Konsequenzen davon, dass es sich von 50 Ohm unterscheidet?

rf antenna vicatcu
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Antworten:

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Ich versuche zu überlegen, wofür der 433 auf der Oberseite meines Kopfes verwendet wird :) Ist das das schwache Signalband?

In jedem Fall sind die meisten Funkgeräte für eine Antenne mit 50 Ohm ausgelegt, und die Anpassung bleibt Ihnen überlassen. Sie können eine bereits abgestimmte Antenne oder eine Impedanzanpassung mit einer Reihe von Techniken durchführen (siehe den Artikel, auf den unten verwiesen wird).

Mit einer guten Übereinstimmung reduzieren Sie stehende Wellen. Stehende Wellen bilden sich, wenn das Radio ein gut moduliertes Signal aussendet, die Antenne jedoch bei dieser Frequenz nicht mitschwingt und stehende Wellen erzeugt, die direkt in das Radio zurückkehren und die Endstufe ausblasen können.

Je höher die Ausgangsleistung, desto wichtiger wird dies. Bei sehr geringer Leistung, sagen wir <1 Watt, ist das Schlimmste, worüber Sie sich Sorgen machen müssen, dass die Antenne nicht mitschwingt und Ihr Signal nirgendwo hingeht. Bei höheren Leistungen, beispielsweise über 50 Watt, können Sie Ihren Sender in weniger als 1 Sekunde beschädigen. Moderne Radios verfügen über eingebaute SWR-Detektoren, die die Stromversorgung abschalten, wenn ein Problem festgestellt wird. Diese funktionieren jedoch nicht immer garantiert.

Diese Seite enthält einige wichtige Informationen

Brad Hein
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Wenn dies kein gemeinsames Frequenzband ist (wie zum Beispiel ISM), bin ich mir ziemlich sicher, dass dies in einem Ham-Band liegt. In diesem Fall müssen Sie den Test absolvieren, um im Band zu senden. Der Test behandelt diese Fragen.
Brad Hein
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KC2QLW;) 433,92 MHz ist tatsächlich die Mittenfrequenz eines ISM-Bandes, das nicht Teil des Ham-Spektrums ist, und wird durch Teil 18 der FCC-Regeln geregelt.
Vicatcu
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Es ist Teil der UK 70 cm Amateur Band Allocation. Menschen konnten nicht in ihre Autos einsteigen, nachdem sie in der Nähe eines 70-cm-Amateurfunksenders geparkt worden waren.
Leon Heller
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@vicatcu - (Ich weiß, dass dies ein alter Thread ist, aber Ihr Kommentar muss kommentiert werden ...) Während 433,92 MHz eine ISM-Frequenz ist, ist es auch eine 70-cm-Amateurfrequenz weltweit . Die Verwendung der Frequenz für ISM darf die Schinken nicht stören, es kann jedoch vorkommen, dass diese von Schinken verwendet werden! Siehe auch Leons Kommentar!
Andrew
@Andrew sicher, aber Sie brauchen keine Lizenz, um darauf zu übertragen (in den meisten Ländern), war mein Hauptpunkt. Vielen Dank für die Klarstellung.
Vicatcu
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Was bedeutet es für eine Antenne, eine 50-Ohm-Antenne mit einer bestimmten Frequenz zu sein?

Dies bedeutet, dass, wenn Sie am Ende der Antenne eine 1-V- RMS- Sinuswelle dieser Frequenz anlegen, an diesem Punkt ein 1/50-A- RMS- Strom in der Antenne fließt. V = IR

Endolith
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Genau. Dies kann auf die Aussage verallgemeinert werden, dass das Verhältnis von RMS-Spannung zu Strom an jedem Punkt der Antenne 50 beträgt und die Einheit natürlich Ohm ist.
Kevin Vermeer
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Wie baut man eine für eine Zielimpedanz? Was ist der Designprozess?
Vicatcu
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Vermutlich kommen auch Unvollkommenheiten ins Spiel, und Sie müssen den Stromkreis auf die Antenne abstimmen (so ähnlich). Gibt es einen klaren Ansatz dafür?
Vicatcu
Funkamateure verwenden VSWR-Messgeräte, um Antennen zu überprüfen und abzustimmen.
Leon Heller
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Wenn Sie keinen Antennentuner verwenden (normalerweise ein LC-Netzwerk), müssen Sie fast immer ein paar Schnitte ausführen. Es gibt alle möglichen Faustregelgleichungen, aber der beste Rat ist, die Antenne (ich nehme an, der Prototyp) etwas zu lang zu schneiden und sie mit einem Messgerät zu testen, das die Vorwärts- und Reflexionsleistung messen kann. Trimmen und erneut testen. Sie möchten auf ein Minimum an reflektierter Leistung trimmen. Dies bedeutet, dass Ihre Leistung abgestrahlt wird, anstatt in die Endstufen des Verstärkers zurückgeworfen zu werden und diese zu erwärmen.
Jesse
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Wenn Sie sich auf HF-Geräte beziehen, müssen Sie sich mit der „charakteristischen Impedanz“ befassen, die eine Eigenschaft von Antennen, Zuleitungen und sogar Senderendstufen ist.

Wichtig ist, dass die Impedanzen vom Gerät bis zur Antenne aufeinander abgestimmt sind. Dies ist für Sender wichtiger, da mehr Leistung erforderlich ist, aber auch für Empfänger nicht schadet.

Eine Sache, die Sie nicht tun möchten, ist nur zwei Elemente mit unterschiedlichen Impedanzen miteinander zu verbinden. Es gibt HF-Transformatoren verschiedener Art, mit denen Abschnitte abgeglichen werden können, die sonst nicht übereinstimmen würden. Jede plötzliche Änderung der Impedanz führt dazu, dass HF-Energie, die auf die Fehlanpassung trifft, teilweise reflektiert wird, ähnlich wie wenn Licht auf ein Stück Glas trifft. Wenn ein Ende des Systems ein 100-W-Sender ist, kann dies dazu führen, dass erhebliche Energie in die Ausgangsstufe des Senders zurückgeworfen wird. Grundsätzlich ist es einfach ineffizient, da die reflektierte Energie im Sender nur zu Abwärme wird und die Leistung der Antenne abnimmt. Das Maß dafür, wie viel Reflexion stattfindet, wird als Stehwellenverhältnis bezeichnet, das häufig als SWR abgekürzt wird.

Nicht alle HF-Systeme haben 50 Ohm. Es gibt Koax-Typen (z. B. RG-59) mit 75 Ohm und 300 Ohm Doppelleitung, die nicht ungewöhnlich sind.

JustJeff
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Eine 1/4-Wellenantenne mit vier 1/4-Wellenradien bei 45 Grad ergibt eine Impedanz nahe 50 Ohm.

Leon Heller
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Das ist sehr nützlich. Ich bin kein Elektroingenieur und würde mich daher sehr für solche Heuristiken interessieren. Bitte fügen Sie weitere hinzu, wenn Sie welche kennen.
Dirk
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Es ist keine Heuristik, sondern kann aus der grundlegenden elektromagnetischen Theorie vorausgesagt werden. Ähnlich ist die Impedanz eines gefalteten Halbwellendipols - 300 Ohm.
Leon Heller
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Ein anderes Beispiel ist die Impedanz von 30 Ohm einer 1/4-Welle vertikal über einer Masseebene.
Leon Heller
Eine Mikrostreifenleitung mit Standard-FR4-PCB-Material wird etwa 0,1 Zoll breit sein.
Leon Heller
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Ein Dipol mit gebogenen Beinen kann leicht auf 50 Ohm gebracht werden.
Neonzeon
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Es ist auch hilfreich zu verstehen, warum eine 50-Ohm-Antenne so wichtig ist.

Angenommen, Sie haben eine Quelle mit einer Ausgangsimpedanz (Widerstand) von 50 Ohm, wie die ideale Batterie / Widerstand-Kombination in der folgenden Abbildung:

schematisch

Wenn Sie die maximale Leistung aus der obigen Quelle ziehen möchten, muss der benötigte Lastwiderstand 50 Ohm betragen. Probieren Sie es selbst aus - geben Sie 40, 50 und 60 Ohm ein und berechnen Sie, wie viel Strom jeweils zur Last fließt.

Aus diesem Grund sind 50-Ohm-Antennen wichtig: Die Quellen, die sie ansteuern, haben normalerweise eine Impedanz von 50 Ohm.

Wenn Sie also die meiste HF-Leistung von Ihrer 50-Ohm-Quelle an Ihre Antenne liefern möchten - voila, ist dies nur mit einer 50-Ohm-Antenne möglich!

Neonzeon
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Zurück zu den Grundlagen ist gut! Mir ist noch nie eine gute Erklärung eingefallen, wenn es sich bei der Anwendung um einen Empfänger handelt . Kennen Sie Erklärungen, die mit einem Wellenereignis auf einer Antenne beginnen und trotzdem funktionieren? Ich habe es noch nie gesehen.
Uhoh
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Eine vernünftige Spekulation ist, dass die Impedanz von 50 Ohm ein guter Kompromiss zwischen Belastbarkeit und geringem Verlust für die luftdielektrische koaxiale Zuleitung ist.
Neonzeon
Oh! microwaves101! Ich habe vor einiger Zeit nach dieser Seite gesucht und konnte mich nicht erinnern, wie sie genannt wurde. Ich hatte vor einiger Zeit während einer Busfahrt einige interessante Dinge über die Hauttiefe bei 60 Hz gelesen und konnte mich später nicht erinnern, was oder wo. Großartig, danke!
Uhoh