¿Por qué el trazado de una antena tiene esta forma?

Me pregunto por qué una antena tiene un rastro de placa que sigue una cierta forma "ondulada". Esto no tiene que aplicarse solo a antenas; Estoy seguro de que hay otros componentes que tienen rutas cambiantes por varias razones, pero la antena generalmente conserva esta forma.

Puedes verlo a la derecha en esta imagen. ¿Cuál es el significado detrás de un rastro como este?

antena de ejemplo

( fuente )

Esta pregunta podría estar relacionada con el electromagnetismo, pero creo que la respuesta debería ser lo suficientemente simple.

EDITAR: Debo aclarar que estoy buscando explicaciones sobre radiación e impedancia. Además, cualquier comentario sobre por qué un diseño como este no sería eficiente para un sistema de alta frecuencia sería útil.

pcb antenna

— Ci3
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Se llama antena "meandro". Aquí hay una buena descripción de ello.

— Leon Heller

¿No podemos hablar de otra cosa? Odiaba las antenas en la universidad.

— Federico Russo

¿Lo obtuviste de esta página web ?

— Starblue

Respuestas:

Esto se conoce como antena de meandro, que es un tipo específico de dipolo plegado.

Ventajas:

Mejora la omnidireccionalidad
Menores requisitos de espacio

Desventajas

El ajuste se vuelve más crítico
Las pérdidas son más altas que un dipolo estándar

La nota de la aplicación Freescale, " Antenas integradas compactas " ofrece una breve descripción de varias opciones, incluido el meandro, para antenas en PCB. No da parámetros de diseño específicos.

Una disertación de 1982, " Meander Antennas " proporciona alguna orientación sobre los modelos matemáticos utilizados para comprender y diseñar antenas de meandro, pero es más profundo de lo que la mayoría de los EE querrán aventurarse simplemente por diseñar una antena.

La realidad actual es que la mayoría de los diseños de antenas de PCB de este tipo generalmente se realizan con la ayuda de un paquete CAD de diseño de antenas. El rendimiento de la antena depende no solo del diseño físico, sino también de los materiales utilizados y la forma de esos materiales, para el sustrato de PCB, el cobre y la máscara. El software todavía tiene algunas limitaciones, por lo que se realizan pruebas exhaustivas para validar y ajustar el diseño una vez que se fabrica. Un ejemplo de software de análisis de antena gratuito es 4nec2, que puede evaluar muchos tipos de antenas.

Cuando diseñe una antena de meandro, comience con un trazado de la longitud del dipolo ideal, dóblelo en la forma y el espacio deseados, luego realice un análisis numérico para determinar el patrón de radiación y la eficiencia. Algunos softwares CAD tienen asistentes que pueden ayudarlo a elegir un patrón óptimo para un espacio dado, pero aún no he visto un libro o guía que brinde información óptima del patrón que se pueda aplicar generalmente a las antenas de meandro.

— Adam Davis
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¡No tiene nada que ver con un dipolo doblado!

— Leon Heller

@LeonHeller Hay muchos tipos de dipolos plegados. Este es uno de ellos. Muchos entusiastas de la radioafición piensan en un tipo específico de antena cuando dicen "dipolo plegado", pero en el campo del diseño de antena, "dipolo plegado" es un término descriptivo, no un diseño de antena específico. La antena de meandro es una forma de dipolo plegado, donde hay muchos pliegues. Si tiene una clasificación diferente para la antena de meandro, envíe una respuesta que incluya el diseño básico de antena a partir del cual no se trata de un diseño de dipolo plegado.

— Adam Davis

No es un dipolo.

— Leon Heller

@LeonHeller No estoy de acuerdo aquí, este es un intento de aprovechar el dipolo, más específicamente el monopolo que los muchachos suelen decir dipolo porque eso es lo que estás intentando con una imagen normalmente. Esto es algo que intentaron después de un dipolo doblado por lo que leí en línea. Esta es una versión más extrema de una antena Inverted-F.

— Kortuk

Estoy de acuerdo con Leon, la referencia del dipolo es distractora y confusa. Como un dipolo es normalmente una antena balanceada, la más básica es un dipolo de media onda como un radiador de RF eficiente y efectivo. Supongo que Adam significa longitud de onda media o cuarta, lo que tiene sentido. Nunca he visto una referencia a una antena con múltiples ángulos agudos llamada dipolo plegado, parece ser un uso no estándar.

— mctylr

Una antena necesita tener una cierta longitud para funcionar bien en una longitud de onda dada, que está determinada por la frecuencia.

Aunque está lejos de ser tan simple como eso, la forma y el entorno exactos también juegan un papel, ya que influyen en los campos eléctricos y magnéticos que debería emitir la antena.

A menos que desee estudiar el diseño de la antena, puede pensar que es magia negra.

Editar: creo que la forma serpenteante es principalmente para obtener una antena más larga en este pequeño espacio.

El chip OVC3860 es para audio Bluetooth, por lo que funciona en la banda de 2.4GHz, con una longitud de onda de aproximadamente 125 mm. A partir del paso de 0.4 mm del OVC3860, calculo la longitud del trazado de la antena como 34 mm, que es aproximadamente 1/4 de la longitud de onda (en realidad algo más, porque la señal se propagará a una velocidad más lenta que la velocidad de la luz en el trazado ) Esta es una longitud bastante normal para una antena de un solo extremo.

— starblue
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Si quisiera estudiar el diseño de la antena, ¿podría explicar por qué esa forma es necesaria?

— Ci3

Creo que la forma serpenteante es principalmente para conseguir una antena más larga en este pequeño espacio. Pero la forma exacta es tanta magia negra para mí como para ti.

— Starblue

No estoy tan seguro de eso. Sí, debe ser de cierta longitud; sin embargo, hay configuraciones de antena más antiguas que tienen una variedad de formas.

— Ci3

En caso de que quiera simularlo: dougneubauer.com/fdtd

— starblue

Creo que es divertido que esta respuesta, que básicamente se reduce a "No sé" con respecto a la pregunta de los OP, obtenga 5 votos a favor :)

— vicatcu

Puras conjeturas aquí, ya que no soy un chico EM, pero:

La longitud de la antena dependerá de la longitud de onda de la señal que se envía.
Como resultado de la terminación (abierta en un extremo) de la antena, habrá ondas reflejadas que regresarán por la línea y esto provocará interferencias .
Si está diseñado para hacerlo, esta interferencia daría como resultado un fenómeno de onda estacionaria a lo largo de la línea.

Ahora, aquí es donde creo que la forma ondulada tiene que ver con ayudar a amplificar las ondas EM enviadas a través de la superposición de las ondas en puntos fijos calculados a lo largo de la línea. Posiblemente en la cima de las olas estacionarias.

— sybreon
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