Сквозная стеклянная WiFi антенна

15

Раньше я устанавливал множество автомобильных УВЧ-радиостанций и комплектов сотовых телефонов. В основном я работал на грузовиках и коммерческих грузовиках, оснащенных стойками, на которые я устанавливал большую громоздкую антенну с высоким коэффициентом усиления. В качестве альтернативы, кронштейн может быть установлен непосредственно на шасси под капотом (что часто означало резку / сверление). Коаксиальный кабель будет проложен от нового устройства внутри кабины, через отсек двигателя и до основания антенны.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Но время от времени у меня появлялся какой-нибудь модный представитель с новым роскошным седаном, и я бы использовал относительно дискретную антенну на стекле. Кабель проходит под приборной панелью и вверх по стойке (под обивкой или пластиковой обшивкой) на стороне пассажира и выходит рядом с верхней частью ветрового стекла. Кабель ввинчивается в маленький черный ящик / панель, одна сторона которой прилипает непосредственно к внутренней поверхности стекла. В основании реальной антенной мачты находится аналогичная клеевая панель, которая монтируется на внешней поверхности стекла, прямо сверху первой.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Я никогда полностью не понимал, как или почему это работает, но по сути сигнал мог течь прямо через стекло. Мой вопрос: можно ли использовать эту же технику для антенн Wi-Fi 2,4 ГГц и / или 5 ГГц?

голоса
источник
Теоретически UHF работает от 300 МГц до 3 ГГц, поэтому он должен работать для антенн с низким F. Однако вы должны проверить полосу пропускания. Но если вы можете проверить это, я хотел бы увидеть результаты. Я нахожу этот пост очень интересным. Что касается того, как это работает, через индуктивность.
Дмитрий
Вероятно, передает энергию на внешнюю часть, используя индуктивность (см. Бесконтактная / индуктивная зарядка). Затем RF усиливается снаружи и отправляется обратно через стекло снова. Они могут даже использовать одни и те же катушки, но на разных частотах.
Oldfart
4
«новый роскошный седан» и «отсутствие встроенной функции громкой связи» в настоящее время представляют собой набор взаимоисключающих условий ...
странный урод
1
@Dimitri 300 МГц - 1 ГГц , согласно IEEE ; или 300 МГц - 3 ГГц , в соответствии с МСЭ . Но я на самом деле имел в виду 477 МГц UHF Citizens Band, используемый в Австралии и Новой Зеландии ( 476,4250 МГц - 477,4125 МГц ; в разговорной речи просто известен как UHF ). Я думал, что это был общий стандарт в Европе и Северной Америке, но, видимо, нет.
голоса
@ tjt263 Хорошо. Теперь у вас проблемы. Вы не можете просто использовать антенну, используемую для МСЭ-R, в случае частот WIFI. Вы должны проверить эту фотографию, например: robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/… . Как вы можете видеть разную длину для разных частот. Я не буду вам врать. Я понятия не имею, сработает ли это, если вы измените антенну, но это может быть хорошим экспериментом. Проверьте в гугле "Расчет длины антенны". Вы увидите несколько полезных формул. Надеюсь, это поможет другу.
Дмитрий

Ответы:

15

Параллельные конденсаторные пластины размером 25 мм на 25 мм, разделенные стеклом на 4 мм с относительной диэлектрической проницаемостью 4, дают емкость связи около 5 пФ. Эта емкость последовательно с антенным сигналом и на частоте 2,5 ГГц будет действовать как блокирующий импеданс около 13 Ом, поэтому вполне возможно, что его можно использовать, не слишком сильно нарушая КСВН.

введите описание изображения здесь

  • k - относительная диэлектрическая проницаемость стекла.
  • ε0

Блокирующий импеданс серии 13 Ом может быть отрегулирован малым значением последовательной индуктивности. Я ожидал бы, что он будет работать лучше всего, когда он расположен на краю окна (и близко к кузову автомобиля), потому что тип антенны монопольный, и для того, чтобы он был наиболее эффективным, ему нужна некая форма локальной заземляющей плоскости. Другими словами, использование емкостного соединения требует, чтобы основание антенны представляло собой одну пластину конденсатора.

Я не собираюсь исключать, что катушки, которые могут соединяться через стеклянное окно, но на частоте 2,5 ГГц они могут начать терять, чем емкостный соединитель.

Энди ака
источник
3
Есть и другие преимущества наличия антенны на краю ветрового стекла, а не прямо посередине ;-)
psmears
@psmears что они (кроме того, который я перечислил)? Не стесняйся этого! Мы все здесь, чтобы чему-то научиться.
Энди ака
7
Извините, это было задумано как шутка - я просто имел в виду, что наличие антенны на краю также лучше для того, чтобы видеть, куда вы едете :-)
psmears
Спасибо за информацию. Это немного выходит за рамки моей лиги на данном этапе, но я оборачиваюсь вокруг этого .. Так или иначе, нормально ли иметь конденсатор (или пару индукторов) непосредственно перед (и последовательно с) антенной? Или это просто средство прохождения стекла? Кажется, что это может оказать существенное влияние на поведение главной цепи.
голоса
Если вы посмотрите на совпадающие сети между чипами и антеннами Wi-Fi, нередко можно увидеть конденсаторы с небольшим значением pF последовательно. Для частот Wi-Fi я никогда не видел пару связанных индукторов, и я подозреваю, что это потому, что частота слишком высока, чтобы получить эффективную магнитную связь, как это.
Энди ака
11

Я так и не понял, как и почему это сработало

Ну, это не волшебство ;-)

На самом деле это может быть сделано

магнитно используя связанные индукторы. Это как трансформатор без магнитопровода. Беспроводная зарядка, используемая в некоторых мобильных телефонах, использует тот же принцип. По существу, одна катушка создает магнитное поле из электрического сигнала, который затем воспринимается второй катушкой (на другой стороне изолятора, которым может быть любой изолятор, включая воздух или стекло). Вторая катушка превращает магнитное поле обратно в электрический сигнал.

или

электрически с использованием конденсатора, как структура. Конденсатор состоит из двух электропроводящих пластин с изолятором (который может быть любым изолятором, включая воздух или стекло) между ними. Конденсатор - это низкий импеданс (не создает препятствий) для высокочастотных сигналов.

Для более низких частот до 200 МГц или около того, я ожидаю, что будет использован метод магнитной связи. Для низких частот очень эффективный конденсатор (для электрической связи) был бы необходим.

Я ожидаю, что для высоких частот выше 200 МГц, включая сигналы WiFi, будет использоваться метод электрической связи. Высокие частоты не могут проходить через большие катушки, что затрудняет метод магнитной связи.

Bimpelrekkie
источник
То есть стекло в основном диэлектрическая пластина? А как насчет заземляющего провода / оплетки / проводника; как обе стороны цепи проходят через стекло через одну точку / компонент / конденсатор?
голоса
Правильно, стекло было бы диэлектрическим материалом конденсатора. У антенны не будет земли, я думаю, что это будет шасси автомобиля. Также вам не всегда нужно заземление, антенна может работать только с одним подключением.
Bimpelrekkie
Это правильно? Странно, что мы продолжаем использовать относительно дорогой коаксиальный кабель с отрицательной оплеткой на внешнем проводнике всех наших антенных разъемов. Большинство из них даже поставляются со специальными шайбами, которые врезаются в их монтажную поверхность, чтобы обеспечить прочный путь к земле.
голоса
1
@ tjt263 это правильно. Если вы используете один провод, он будет действовать как более длинная антенна, а не как способ передачи сигнала от антенны. Так что, если он действительно очень короткий, то есть подключен напрямую к плате, он работает. Но это вопрос другого вопроса.
Молот
Так что в основном это 6-футовая антенна; простирается от центральной консоли до верхней части ветрового стекла? Что-то в этом не кажется правильным.
голоса