Antena WiFi a través de vidrio


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Solía ​​instalar muchas radios UHF en el automóvil y kits de teléfonos celulares manos libres. Trabajé principalmente en camiones y vehículos utilitarios comerciales equipados con barras de toro, sobre las cuales montaría una antena grande, voluminosa y de alta ganancia. Alternativamente, se podría montar un soporte directamente en el chasis debajo del capó (lo que a menudo significaba cortar / perforar). El cable coaxial correría desde el nuevo dispositivo dentro de la cabina, a través del compartimento del motor y hacia la base de la antena.

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Pero de vez en cuando obtenía un ejecutivo elegante con un nuevo y lujoso sedán de lujo, y usaba una antena de vidrio discreta relativamente discreta. El cable pasa por debajo del tablero y sube el pilar (debajo de la tapicería o la moldura de plástico) en el lado del pasajero, y sale cerca de la parte superior del parabrisas. El cable se atornilla en una pequeña caja / panel negro, un lado del cual se adhiere directamente a la superficie interior del vidrio. En la base del mástil de antena real hay un panel adhesivo similar que se monta en la superficie exterior del vidrio, directamente encima del primero.

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Nunca entendí completamente cómo o por qué funcionaba, pero esencialmente la señal podía fluir a través del cristal. Mi pregunta es: ¿se puede adoptar esta misma técnica para antenas WiFi de 2.4GHz y / o 5GHz?


En teoría, UHF funciona desde 300Mhz a 3Ghz, por lo que debería funcionar para antenas F más bajas. Sin embargo, debe verificar el ancho de banda. Pero si puedes probarlo, me gustaría ver los resultados. Encuentro esta publicación muy interesante. En cuanto a la forma en que funciona es a través de la inductancia.
Dimitri

Probablemente transfiere energía a la parte externa usando inductancia (ver carga sin contacto / inductiva). Luego, la RF se amplifica afuera y se envía nuevamente a través del cristal. Incluso podrían usar las mismas bobinas pero a diferentes frecuencias.
Oldfart

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"nuevo sedán de lujo" y "sin capacidad incorporada de manos libres" es un conjunto de condiciones mutuamente excluyentes hoy en día ...
monstruo de trinquete

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@Dimitri 300MHz - 1GHz , según el IEEE ; o 300MHz - 3GHz , según la UIT . Pero en realidad me refería a la Banda Ciudadana UHF de 477MHz utilizada en Australia y Nueva Zelanda ( 476.4250 MHz - 477.4125 MHz ; coloquialmente conocida simplemente como UHF ). Pensé que este era un estándar común en Europa y América del Norte, pero aparentemente no.
voces

@ tjt263 Ok. Ahora tienes un problema entonces. No puede simplemente usar la antena utilizada para ITU-R en caso de frecuencias WIFI. Debe hacer revisar esta foto, por ejemplo: robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/… . Como puede ver diferente longitud para diferentes frecuencias. No te mentiré. No tengo idea de si funcionaría si modificas la antena que tienes, pero eso podría ser un buen experimento. Consulte en google "calcular la longitud de la antena". Verá algunas fórmulas útiles. Espero que esto ayude amigo.
Dimitri

Respuestas:


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Placas de condensador paralelas de 25 mm por 25 mm separadas por 4 mm de vidrio con una permitividad relativa de 4 darían una capacidad de acoplamiento de aproximadamente 5 pF. Esa capacitancia está en serie con una señal de antena y a 2.5 GHz, actuaría como una impedancia de bloqueo de aproximadamente 13 ohmios, por lo que es factible que pueda usarse sin interrumpir demasiado el VSWR.

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  • k es la permitividad relativa del vidrio.
  • ϵ0 0

La impedancia de bloqueo de la serie de 13 ohmios podría desactivarse mediante un pequeño valor de inductancia en serie. Esperaría que funcione mejor cuando se encuentra en el borde de la ventana (y cerca de la carrocería del automóvil) porque el tipo de antena es un monopolo y necesita alguna forma de plano de tierra local para ser más efectivo. En otras palabras, el uso de una conexión capacitiva requiere que la base de la antena sea una placa del condensador.

No voy a descartar bobinas que se pueden acoplar a través de la ventana de vidrio pero, a 2.5 GHz, estas podrían comenzar a perder más que un acoplador capacitivo.


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También hay otras ventajas de tener la antena en el borde del parabrisas en lugar de en el medio ;-)
psmears

@psmears ¿qué son (aparte del que enumeré)? ¡No seas tímido con esto! Todos estamos aquí para aprender algo.
Andy, también conocido como

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Lo siento, fue una broma, solo quería decir que tener la antena en el borde también es mejor para poder ver hacia dónde conduces :-)
psmears

Gracias por la información. Está un poco fuera de mi alcance en esta etapa, pero estoy tratando de entenderlo. Entonces, ¿es normal tener un condensador (o un par de inductores) inmediatamente antes (y en serie con) una antena? ¿O es simplemente un medio de atravesar el cristal? Parece el tipo de cosa que tendría un efecto significativo en el comportamiento del circuito principal.
voces

Si busca redes coincidentes entre chips y antenas wifi, no es raro ver condensadores de valor pF pequeños en serie. Para las frecuencias wifi nunca he visto un par de inductores acoplados y sospecho que es porque la frecuencia es demasiado alta para obtener un acoplamiento magnético efectivo como este.
Andy alias

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Nunca entendí completamente cómo o por qué funcionó

Bueno, no es mágico ;-)

En realidad se puede hacer

utilizando magnéticamente inductores acoplados. Esto es como un transformador sin núcleo magnético. La carga inalámbrica utilizada en algunos teléfonos móviles utiliza el mismo principio. Básicamente, una bobina crea un campo magnético a partir de una señal eléctrica que luego es recogida por una segunda bobina (en el otro lado del aislador, que puede ser cualquier aislante, incluido aire o vidrio). La segunda bobina convierte el campo magnético en una señal eléctrica.

o

utilizando eléctricamente un condensador como estructura. Un condensador consta de dos placas conductoras de electricidad con un aislante (que puede ser cualquier aislante, incluido aire o vidrio) en el medio. Un condensador es una baja impedancia (no forma un obstáculo) para señales de alta frecuencia.

Para frecuencias más bajas de hasta 200 MHz más o menos, espero que se utilice el método de acoplamiento magnético. Para frecuencias bajas se necesitaría un condensador muy grande (para el acoplamiento eléctrico) para ser eficiente.

Para altas frecuencias superiores a 200 MHz, por lo que incluye señales WiFi, espero que se utilice el método de acoplamiento eléctrico. Las altas frecuencias no pueden viajar a través de bobinas grandes, lo que dificulta el método de acoplamiento magnético.


¿Entonces el vidrio es básicamente una placa dieléctrica? ¿Qué pasa con el cable de tierra / trenza / conductor; ¿Cómo atraviesan ambos lados del circuito el vidrio a través de un solo punto / componente / condensador?
voces

Correcto, el vidrio sería el material dieléctrico del condensador. No habrá tierra en la antena, supongo que la tierra será el chasis del automóvil. Además, no siempre necesita una conexión a tierra, una antena puede funcionar con una sola conexión.
Bimpelrekkie

¿Está bien? Es extraño entonces que continuemos ejecutando coaxiales relativamente caros con la vaina trenzada negativa al conductor externo de todos nuestros conectores de antena. La mayoría de ellos incluso vienen con arandelas especiales que muerden su superficie de montaje para garantizar un camino firme hacia el suelo.
voces

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@ tjt263 es correcto. Si tendiera un solo cable, actuaría como una antena más larga, no como una forma de transmitir la señal desde la antena. Entonces, si es muy, muy corto, es decir, conectado directamente a la PCB, funciona. Pero esa es una cuestión para otra pregunta.
Mołot

Básicamente, es una antena de 6 pies; desde la consola central hasta la parte superior del parabrisas? Algo sobre eso no parece correcto.
voces
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