Antennenanpassungsnetzwerk

Ich versuche, eine GSM-Antenne anzupassen, und zwar zum ersten Mal in der Praxis auf einer Leiterplatte. Ich verstehe den gesamten Anpassungsprozess, ich habe es in Simulatoren gemacht. Ich verstehe jedoch nicht die Notwendigkeit eines Pi-Anpassungsnetzwerks, da (theoretisch) eine LC-Schaltung ausreicht oder eine Reihen- und Nebenschlusskondensatoren. Warum also die zusätzliche Komponente?

Außerdem verstehe ich das vorgeschlagene Pi-Matching-Netzwerk im uC-Datenblatt noch weniger. Es zeigt 2 Shunt-Kondensatoren mit einem normalerweise 0-Ohm-Widerstand dazwischen. Sind die Kondensatoren nicht überflüssig?

Wenn ich an einer Leiterplatte arbeite, welche Komponenten sollte ich für das Matching bevorzugen? Sind Stubs eine schlechte Idee? Ich sehe nie, dass sie referenziert werden, um den Abgleich durchzuführen.

Ich habe vergessen hinzuzufügen: Ich werde dies mit einem vna tun, die Konfiguration, die ich habe, ist der Antennenstift vom uC, der direkt mit dem passenden Netzwerk und dann der Antenne verbunden ist. Sollte ich dies mit eingeschaltetem oder ausgeschaltetem uC tun?

Datenblatt: https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/sim800h_hardware_design_v1.00.pdf

Vorgeschlagenes Pi-Netzwerk:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hoffnung war klar genug,

Grüße,

Pedro Lopes

Welches Datenblatt? Welches Gerät? Welches Pi-Matching-Netzwerk?
Habe es gerade zur Hauptfrage hinzugefügt.
Und die Antenne (das ist harte Arbeit, die Sie auffordert)?
Ich habe Probleme mit dem zweiten Satz: „Ich verstehe den gesamten Anpassungsprozess, ich habe es in Simulatoren gemacht“. Wenn Sie Fragen zum Unterschied zwischen LC und Pi stellen, haben Sie nicht genug in Simulatoren herumgespielt, um etwas zu verstehen. Denken Sie, wird der uC ein- oder ausgeschaltet, wenn er die Antenne verwendet? Sollten Sie in diesem Fall ein- oder ausgeschaltet messen?
Ich weiß, wie man sich an beide Konfigurationen anpasst. Ich weiß nur nicht, warum wir eine Pi-Konfiguration brauchen, wenn Sie mit 2 Komponenten die Antenne theoretisch anpassen können. In Bezug auf die Ein / Aus-Frage, macht Sinn, danke. Ich zögerte nur, etwas mit Strom zu versorgen und es mit dem VNA zu verbinden. Ich habe es nur mit passiven Elementen wie Antenne gemacht.

Antworten (2)

Ich verstehe jedoch nicht die Notwendigkeit eines Pi-Anpassungsnetzwerks, da (theoretisch) eine LC-Schaltung ausreicht oder eine Reihen- und Nebenschlusskondensatoren. Warum also die zusätzliche Komponente?

Überlegen Sie, was eine einfache Induktivität und ein Kondensator in Bezug auf die Eingangsimpedanz leisten. Bei Resonanz ist die Impedanz, die aus Sicht des Chips in das LC-Netzwerk blickt, resistiv, da bei Resonanz der Phasenwinkel 0 Grad beträgt. Aus Sicht der Antenne sieht sie jedoch keine ohmsche Impedanz, und dies wird für viele Antennen von entscheidender Bedeutung sein.

Das Netzwerk ist also so konzipiert, dass es in beide Richtungen resistiv aussieht und daher nicht ganz in Resonanz läuft. Der zusätzliche Kondensator macht das Netzwerk symmetrisch, sodass es aus Gründen der Impedanzphasenwinkel nur in einer Richtung analysiert werden muss.

Dieser zusätzliche Kondensator (aus Sicht des Chips oder der Antenne) verwandelt den verstimmten LC (der jetzt eher induktiv als resistiv aussieht) in eine Impedanz, die rein resistiv aussieht. Dies liegt daran, dass dieser zusätzliche Kondensator wie eine Leistungsfaktorkorrektur ist. Tatsächlich IST es eine Leistungsfaktorkorrektur, wenn Sie sich damit befassen. Es sieht in beide Richtungen resistiv aus, vorausgesetzt, Sie entwerfen die Werte entsprechend der Betriebsfrequenz, der Antennenimpedanz und der Ausgangsimpedanz des Chips.

In Bezug auf das vorgeschlagene Pi-Netzwerk können diese Komponenten von Ihnen (dem Benutzer) an die von Ihnen gewählte Antenne angepasst werden.

Vielen Dank für die Erklärung. Könnte dies umgangen werden, indem der 0-Ohm-Widerstand nicht mit nur einem Nebenschlusskondensator hinzugefügt wird? (vorausgesetzt, es kann nur mit einem Shunt-Kondensator angepasst werden)
Ein kapazitiver Spannungsteiler erzeugt keine Eingangs- und Ausgangsimpedanzen, die resistiv sind. Der Chip mag damit in Ordnung sein, aber die Antenne wird gestört und möglicherweise stark gestört.

Der Schlüssel zum Verständnis von PI-Netzwerken ist der Umlaufstrom ---- es ist der gleiche Strom in beiden Kondensatoren, aber Sie können die Kondensatoren auswählen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Pi-Netzwerke mit gleichen Obergrenzen sollen mit gleichen Zsource und Zload funktionieren.

Pi-Netzwerke mit einem Kappenverhältnis von 1:5 erzeugen Spannungsverhältnisse von 5:1 und somit Impedanzverhältnisse von 25:1. Einige Amateurfunksender mit Röhrenausgangsanpassung oder Allzweck-Antennenabstimmboxen verwenden diese extremen Kondensatorverhältnisse.

Wenn Sie eine 1.000-Volt-Platte und 1 Ampere (nominell 1.000 Ohm) in der Vakuumröhre TRIODE haben, um sie an eine 50-Ohm-Antenne anzupassen, ergibt sich dieses Verhältnis von 20: 1 aus einem Kappenverhältnis von 4,5: 1.

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