HF-Design: Ein Bluetooth-Repeater

Ich habe Schwierigkeiten, einen effektiven Weg zu finden, um die beiden Antennen miteinander zu verbinden und ihnen zu ermöglichen, die Bluetooth-Signale hin und her zu übertragen. Es scheint viele Methoden zu geben, und ich kenne mich mit HF-Antennen und dergleichen nicht am besten aus. Ich dachte, dass mir vielleicht ein aufgeklärter Mensch einen Schubs in die richtige Richtung geben könnte, damit ich mich nicht auf eine zufällige „Hexenjagd“ begebe, um eine Lösung zu finden.

Um die Machbarkeit zu testen, verbinden Sie zunächst einfach die Innen- und Außenantennen miteinander, indem Sie etwas wie ein Paar Koaxialstecker für die Schalttafelmontage verwenden, die im Faraday-Käfig installiert sind - oder besser eine durch die Wand eingeführte Koppelhülse. Die Validierung sollte wenig Zeit und Geld kosten.

Wählen Sie als Nächstes Komponenten für ein Diode-Bias-HF-Schaltschema aus, das bei 2,4 GHz funktioniert, und installieren Sie dieses zwischen den Antennen, sodass Sie durch Ändern der DC-Vorspannung die Antennen elektrisch verbinden oder trennen können.

Fügen Sie optional einen Filter hinzu, um nur die interessierenden Frequenzen durchzulassen.

Natürlich wird es bei einem solchen Setup Verluste geben, aber wenn die Gesamtabstände kurz gehalten werden, sollte es praktikabel sein. Das Anwenden von Verstärkung wäre sehr schwierig, da Sie in der Praxis herausfinden müssten, welches Gerät gesendet hat, und nur diesen Verstärker aktivieren müssten, was ein Echtzeitverständnis des Protokolls erfordert.

Die passive Antennenlösung klingt attraktiv, aber auf der Grundlage der Reziprozität, wenn Sachen herauskommen könnten, könnten Sachen hineinkommen, und das würde den ganzen Grund für einen Faraday-Käfig zunichte machen? OK, es ist ein bisschen komplexer als das - ich denke, Bluetooth und normale Mobilfunkübertragungen sind auf unterschiedlichen Frequenzen, sodass Sie passiv und bidirektional filtern können, was Sie wollen.

Ich habe jedoch das Gefühl (ohne zu versuchen, zu rechnen), dass Sie feststellen würden, dass es fast unmöglich sein wird, wenn Sie versuchen würden, eine Antwort auf der Grundlage dessen zu formulieren, was Sie "vorschlagen", und sich den Verbindungsverlust des RF ansehen Mobilteil und externer Empfänger waren in der Nähe ihrer jeweiligen Entenantennen.

Die erste Entenantenne empfängt einen winzigen Bruchteil dessen, was der ursprüngliche Bluetooth-Sender überträgt, da sie Leistung in alle Richtungen überträgt (ich weiß, dass es keine isotrope Antenne ist, also erschießen Sie mich nicht !!) und all diese Leistung wird schnell ausgedünnt ( 1/Radius^2). Die empfangende Entenantenne hat eine effektive Apertur, die einer Oberfläche entspricht - sie bestimmt, wie viel der auf sie treffenden HF in Strom umgewandelt wird. Bei doppelter Entfernung erhält es ein Viertel der Leistung wie zuvor.

Angenommen, die Leistung wird in Ordnung empfangen und über ein Kabel in einiger Entfernung zu einer passiven Antenne (der Ente außerhalb des Käfigs) geleitet - sie überträgt diese Leistung in alle Richtungen (erschießen Sie mich nicht darauf, dass sie nicht isotrop ist) und die Bruchteil, den der letzte Bluetooth-Empfänger empfängt, ist viel, viel kleiner, als wenn er etwa doppelt so weit entfernt wäre wie die erste Ente.

Dies führt mich zu dem Schluss (ohne meinen Taschenrechner herauszuholen und die effektive Öffnung einer Ente bei BT-Frequenzen nachzuschlagen), dass es nur funktioniert, wenn Sie die 1. Ente in die Nähe des HS im Käfig und die 2. Ente nach oben bringen. in der Nähe des Empfängers außerhalb des Käfigs.

BEARBEITEN - Ich habe eine Tabelle verwendet und Antennengewinne für einen kurzen Dipol verwendet, und ja, ich weiß, dass die folgende Formel im Nahfeld etwas verärgert sein wird, aber ich kann mir nicht vorstellen, wie ich sie anders berechnen soll.

Ich habe das Koaxialkabel nicht erwähnt, aber es wird einen wirklich großen Verlust liefern, wenn Sie nicht das Beste verwendet haben, was Sie in die Finger bekommen können - versuchen Sie, die Koaxialkabel-Spezifikationen zum Verlust (dB/Meter) bei 2,45 GHz nachzuschlagen.

Ich habe darüber noch einmal nachgedacht und denke, wenn Sie Folgendes verwenden, könnte es funktionieren: -

Es gibt jetzt zwei Antennensysteme, eines zum Aufnehmen des Signals vom Handgerät und Weiterleiten desselben nach außerhalb des Käfigs zum "Analysator" und ein weiteres zum Zurücksenden eines Signals vom Analysator zum Handgerät im Käfig. Beide arbeiten auf Bluetooth-Frequenzen, sind aber ausreichend voneinander getrennt, sodass sie keinen HF-Oszillator bilden. Zu viel Verstärkung oder zu geringer Abstand zwischen den Antennen und es wird instabil. Abgesehen davon sollte es nach den Berechnungen, die ich bisher durchgeführt habe, in Ordnung sein. Interessantes Projekt.