Eine arme Alternative zu einem Netzwerkanalysator für die Antennenanpassung

Ich mache ein kleines Board mit einem 915-MHz-Transceiver. Zum Einsatz kommt eine kleine Wendelantenne, die sich auf sehr kurzem Weg (10 mm) vom IC inklusive Balun und Anpassnetzwerk an Bord befindet. Es sind keine HF-Anschlüsse oder Real State verfügbar, um welche einzuschließen. Da ich mit dem Platz auf der Platine eingeschränkt bin und die Platine ein Kunststoffgehäuse benötigt, konnte ich die Richtlinien des Herstellers nicht befolgen, sodass ich zumindest eine Antennenanpassung vornehmen muss, um eine maximale Übertragung zu gewährleisten. Das Problem ist, dass ich keinen Zugriff auf einen Netzwerkanalysator habe. Daher würde ich gerne wissen, ob es eine manuelle Methode gibt, die ich verwenden könnte, außer zufällig L- und C-Werte auszuprobieren und die Ausgabe zu messen. Ich brauche keine ernsthafte Antennenleistung, aber eine einigermaßen "gute" (ein relativer Begriff, ich weiß).

Das Board hat Footprints für zwei 0402-Komponenten, eine in Reihe und eine parallel. Die rohe Ausgangsleistung von IC liegt bei etwa 20 dBm. Aus dem IC-Entwicklungskit habe ich Platinen, die eine gute Antenne und eine gute Anpassung dafür haben (andere Art von Antenne). Ich dachte, ich könnte eine kontinuierliche Übertragung von meinem Board durchführen und eine relative Leistungsmessung vom wahrgenommenen RSSI des Dev-Kit-Empfängers erhalten. Ich konnte die Ergebnisse mit Messwerten vergleichen, die von einem anderen Dev-Kit-Board in kontinuierlicher Übertragung erhalten wurden. Dann würde ich etwas Brute Force anwenden, indem ich L- und C-Werte ausprobiere. Ich könnte auch aus 10 verschiedenen Kanälen im 915-MHz-Band (902 ~ 928) wählen und sehen, welchen Unterschied ich bekomme. Ich weiß, das ist schrecklich, aber hey, deshalb heißt es Brute Force.

Gibt es eine bessere Methode? Gibt es eine billige (<100 $) Ausrüstung, mit der ich einige Messungen durchführen könnte? Bitte beachten Sie, dass ich in einem unterentwickelten Land lebe, also liegt "ein paar xxx bei eBay kaufen" nicht innerhalb meiner Möglichkeiten.

Irgendwelche Vorschläge würden sehr geschätzt.

Ein Benutzer hat diese Frage beantwortet, aber anscheinend wurde sie gelöscht, als der Server gewartet wurde. Eine Schande.
Ist es richtig anzunehmen, dass Sie keinen Spektrumanalysator oder 1-GHz-Signalgenerator haben? Können Sie ein Bild des Referenzdesigns im Vergleich zu Ihrem Design posten? Ich hatte eine harte Zeit zu verstehen, was anders war. Welche Richtlinien haben Sie konkret nicht befolgt?
@ user6972 Das Referenzdesign ist völlig anders, da es eine Peitschenantenne verwendet . Mein Design hat eine andere Form und verwendet eine spiralförmige Antenne .

Antworten (2)

Ohne weitere Informationen zu Ihrem Design kann ich die passenden Techniken nicht kommentieren. Aber hier ist etwas Hilfe für Ihren Testaufbau.

Sie können versuchen, relative Messungen durchzuführen, aber RSSI ist ein schlechter Parameter zur Überprüfung, da Sie sicherstellen müssen, dass Sie sich im linearen Bereich des RSSI befinden, damit die Vergleiche einigermaßen ähnlich sind. Beachten Sie, dass RSSI nur eine aktuelle Messung der Sättigung der Verstärker ist und im Allgemeinen nicht sehr genau ist.

Ein Spektrumanalysator würde Ihnen viel mehr sagen und Ihnen eine schnelle Vorstellung davon geben, wie Ihr Gerät im gesamten Band funktioniert.

Abgesehen von all dem ... müssen Sie dies in einem offenen Bereich im Freien testen, um Mehrwegstörungen zu vermeiden. Je offener und frei von Gegenständen (insbesondere Metall), desto besser. Machen Sie zwei bewegliche Prüfstände (Kunststoff oder Fiberglas ist am besten) mit Batterien für die Stromversorgung. Messen Sie den Abstand zwischen Ihrem Referenzempfänger und Ihrem Testsender (DUT).

Beginnen Sie mit der Herstellerreferenz und charakterisieren Sie sie bei niedrigen/mittleren/hohen Bändern. Stellen Sie sicher, dass Ihre RSSI-Messwerte stabil und Ihre Hintergrundmessungen (ohne Sender in Betrieb) ruhig sind. Das ISM900MHz-Band kann sehr verrauscht sein, seien Sie also vorsichtig mit RSSI-Messwerten. Möglicherweise stellen Sie fest, dass Sie den Sender ständig ein- und ausschalten, um die Hintergrundpegel zu überprüfen.

Der RSSI muss ungefähr in der Mitte seines Bereichs liegen. Wenn dies nicht der Fall ist, stellen Sie die Einheiten näher oder weiter auseinander. Messen Sie diese Entfernung sorgfältig, damit Sie sie in Zukunft wiederholen können ... und verlieren Sie nicht Ihren Referenzempfänger! Verfolgen Sie auch die verwendeten Ausrichtungen und vergewissern Sie sich, dass die Kabel sorgfältig verlegt und zur Wiederholbarkeit mit Klebeband befestigt sind (sowohl Empfänger als auch DUT). Möglicherweise möchten Sie sogar etwas Kupferabschirmungsmaterial unter dem Empfänger und dem DUT ablegen, um eine konsistentere Masseebene zum Testen bereitzustellen. Versuchen Sie, die Kabel durch die Mitte des Bildschirms unter dem Gerät nach unten zu führen.

Nehmen Sie dann Ihr Design im gleichen Abstand und wiederholen Sie die Messungen über das Band. Mit RSSI ist +/-3 dB wahrscheinlich die Genauigkeit, die Sie erwarten können. Und da Ihr Design physikalisch anders ist, müssen Sie möglicherweise eine Vielzahl von Ausrichtungen testen, um sicherzustellen, dass Sie konsistente Ergebnisse erhalten, und nicht an einer Antennennull oder -keule testen.

Hallo, das sind großartige Informationen für den eigentlichen Test. Ich suchte jedoch nach einem Einblick, um zu bestimmen, welche Änderungen ich basierend auf den Testergebnissen vornehmen sollte. Soll ich zB einen Kondensator/Induktor in Reihe schalten? Welcher Wert? Mit welcher Bandbreite sollte ich arbeiten? 1~10pF? 10~100 pF? 1~100µH? Hinweise dazu wären sehr hilfreich.
@ user44206 Nein. Es ist nahezu unmöglich, ohne einen Netzwerkanalysator oder einen Signalgenerator und einen Spektrumanalysator zu raten. Haben Sie S11-Plots der beiden Antennen?
Ich habe nur die Grafiken in den Datenblättern. S11 ist nicht vorgesehen, aber ich denke, S11 würde von meiner Platinengeometrie, meinem Gehäuse usw. abhängen?
@ user44206 Ja, der letzte S11 mit der passenden Anpassung und neuer Antenne. Aber S11 jeder Antenne ist ein Ausgangspunkt, den Sie kennen müssen, um die richtige Übereinstimmung zu erzielen. Anbieter stellen normalerweise S11-Plots für ihre Antennen bereit. Möglicherweise müssen Sie herumrufen, um die Daten von ihnen zu erhalten. Ein Vergleich der beiden S11 der beiden Antennen kann hilfreich sein, um neue Übereinstimmungswerte zu erraten. Auch die Kenntnis der Ausgangsimpedanz des Verstärkers wäre sehr hilfreich.
danke schön. In etwa drei Wochen werden die Bretter in meinen Händen sein. Ich werde bis dahin ein paar grobe Messungen vornehmen, also werde ich im Moment versuchen, meine Sorgen in Schach zu halten. Übrigens, als "neutrales" Serienelement verwende ich einen 0402 100pF C0G-Kondensator; was denkst du? Wäre das neutral genug? Im schlimmsten Fall könnte ich es durch einen Lötwulst ersetzen. :P

Ok, die Alternative des armen Mannes ist die folgende:

Schließen Sie die Antenne (evtl. mit einem 0 Ohm Widerstand) direkt an den Treiber an und verwenden Sie nicht das Anpassungsnetzwerk.

Sie können ~ 3 dB verlieren, aber normalerweise ist das nicht viel im Vergleich zu Antennenverlust und Pfadverlust.