¿Qué es una antena de 50 ohmios? ¿Cómo harías uno?
Respuestas:
Tratando de pensar para qué se usa el 433 fuera de mi cabeza :) ¿Es esa la banda de señales débiles?
En cualquier caso, la mayoría de las radios bidireccionales están hechas para coincidir con una antena de 50 ohmios y la coincidencia se deja a usted. Puede obtener una antena que ya esté sintonizada, o puede hacer coincidir la impedancia a través de una serie de técnicas (consulte el artículo al que se hace referencia a continuación).
Con una buena combinación, reduce las ondas estacionarias. Las ondas estacionarias se acumulan cuando la radio envía una señal muy bien modulada, pero la antena no resuena a esa frecuencia y causa ondas estacionarias, que retroalimentan la radio y pueden expulsar la etapa final.
Cuanto mayor es la potencia de salida, más se vuelve importante. A muy baja potencia, digamos <1 vatio, lo peor de lo que debe preocuparse es que la antena no resuene y su señal no vaya a ningún lado. A potencias superiores, digamos más de 50 vatios, puede dañar su transmisor en menos de 1 segundo. Las radios modernas tienen detectores SWR incorporados que cortarán la energía si detecta un problema. Sin embargo, no siempre se garantiza que funcionen.
¿Qué significa que una antena sea una antena de 50 ohmios a alguna frecuencia?
Significa que si aplica una onda sinusoidal de 1 V RMS de esa frecuencia al final de la antena, una corriente de 1/50 A RMS fluirá en la antena en ese punto. V = IR
Al referirse al equipo de RF, debe lidiar con la 'impedancia característica', que es una propiedad de antenas, líneas de alimentación e incluso etapas de salida del transmisor.
Lo importante es asegurarse de que las impedancias coincidan desde el equipo hasta la antena. Esto es más importante para los transmisores, ya que implica más potencia, pero tampoco perjudica a los receptores.
Una cosa que no quiere hacer es conectar dos elementos con diferentes impedancias. Hay transformadores de RF de varios tipos que se pueden usar para unir secciones que, de lo contrario, no coincidirían. Cualquier cambio brusco en la impedancia hace que la energía de RF que encuentra el desajuste se refleje parcialmente, algo así como lo que sucede cuando la luz golpea un trozo de vidrio. Cuando un extremo del sistema es un transmisor de 100 W, esto puede dar como resultado que se refleje una energía significativa en la etapa de salida del transmisor. Básicamente, es simplemente ineficiente, ya que la energía reflejada se convierte en calor residual en el transmisor, y la salida de la antena disminuye. La medida de cuánta reflexión está ocurriendo se denomina relación de onda estacionaria, a menudo abreviado SWR.
No todos los sistemas de RF tienen 50 ohmios. Hay tipos de cables coaxiales (por ejemplo, RG-59) que son de 75 ohmios y cables gemelos de 300 ohmios que no son infrecuentes.
Un gran tutorial: la guía de Dropout para el diseño de la antena de rastreo de PCB
Una antena de 1/4 de onda con cuatro radiales de 1/4 de onda a 45 grados dará una impedancia cercana a los 50 ohmios.
También es útil entender por qué una antena de 50 ohmios es tan importante.
Digamos que tiene una fuente con una impedancia de salida (resistencia) de 50 ohmios, como la combinación ideal de batería / resistencia en el siguiente diagrama:
Si desea extraer la potencia máxima de la fuente anterior, la resistencia de carga que necesita debe ser de 50 ohmios. Pruébelo usted mismo: agregue 40, 50 y 60 ohmios, y calcule cuánta potencia va a la carga en cada caso.
Entonces, esta es la razón por la cual las antenas de 50 ohmios son importantes: las fuentes que las manejan generalmente tienen 50 ohmios de impedancia.
Por lo tanto, si desea entregar la mayor potencia de RF de su fuente de 50 ohmios a su antena, ¡listo, solo una antena de 50 ohmios lo hará!
Aquí hay una buena nota de aplicación para hacer una antena PCB Bluetooth (2.4Ghz)
http://www.national.com/appinfo/cp3000/files/SBK/Bluetooth_Antenna_Design.pdf
50 ohmios es la impedancia de entrada de la línea de alimentación a la antena. En la práctica general, conectamos una antena con un conector de 50 ohmios (como SMA, coaxial ...) para que la impedancia de la línea de alimentación también sea de 50 ohmios.
Para el diseño de antena Bluetooth a 2.4 GHz, también puede consultar https://anilkrpandey.wordpress.com/2017/01/19/inverted-f-bluetooth-antenna-design-for-smart-phone/