Mehrere Funkgeräte in einer kleindimensionierten Sensorknoten-Leiterplatte

Ich plane die Entwicklung eines drahtlosen Sensorknotens, der zwei IEEE 802.15.4-Funkgeräte ausstattet. Obwohl das Board homogene Dual-Radios ausstatten wird, werden beide auf unterschiedlichen Kanälen arbeiten. In Bezug auf das Design mache ich mir jedoch Sorgen über mögliche schlechte Korrelationen zwischen den Funkgeräten, die in einem relativ kleinen Sensorknoten wie 4 "x 2" platziert werden.

  1. Ist es möglich, Dual-Radios in einer so kleinen Platine praktisch zu verwenden?

  2. Wenn möglich, wie sollte ich die Platine in der Layoutphase besonders pflegen?

  3. Wenn möglich, möchte ich eine Chipantenne verwenden, um Platz in einem Board zu sparen. Was sind die Vor- und Nachteile einer Chipantenne? Kann es eine richtige Entscheidung sein? Welche Besonderheiten sind bei der Antennenauswahl zu beachten?

Es ist im Allgemeinen schwierig, zwei Funkgeräte auf "nahegelegenen" Frequenzen nahe beieinander zu betreiben, denn wenn sie nicht extrem leistungsschwach und/oder sehr sorgfältig konstruiert sind, wird einer, der sendet, wahrscheinlich den Empfänger des anderen überlasten. Die Leute, die Ihnen das mit Sicherheit sagen könnten, wären die Entwickler der Apps-Hersteller.
Danke für die Antwort. Gibt es eine bestimmte Schwelle für die niedrige Leistung, auf die Sie hingewiesen haben? Kennen Sie außerdem eine bestimmte Organisation oder Einzelperson, die mir praktische Ratschläge geben kann?
Die besten Ansprechpartner sind die Anwendungstechniker des Herstellers der Funkgeräte, die Sie verwenden möchten.

Antworten (1)

Wenn Sie zwei Funkgeräte verwenden möchten, müssen diese beide gleichzeitig aktiv sein? Damit meine ich, könnte beispielsweise Radio A 30 Sekunden lang aktiv sein, während Radio B die nächsten 30 Sekunden verwendet?

Noch besser wäre ein einzelnes Funkgerät, das auf zwei Frequenzen arbeiten kann. Meistens kann es auf beiden Kanälen gleichzeitig lauschen und gelegentlich auf dem einen oder anderen Kanal senden.

Dies würde Ihr Design erheblich vereinfachen, da Sie sich keine Sorgen darüber machen müssten, dass ein Funkgerät das andere stört.

Wenn Sie wirklich beide gleichzeitig aktiv sein (und möglicherweise senden) müssen, ist dies möglich, erfordert jedoch eine gute HF-Technik und eine Isolierung der Signalpfade. On-Board-Chip-Antennen verkomplizieren das Design erheblich, insbesondere wenn eine omnidirektionale Abdeckung erforderlich ist. Ein Gedanke wäre, eine zweiseitige Platine mit jedem Funkgerät auf seiner eigenen Seite und eine mehrschichtige Platine zu verwenden, wobei eine der inneren Schichten eine Vollkupfer-Masseebene zur Isolierung ist.

BEARBEITEN: Als Antwort auf "detaillierter erklären, warum die Chipantenne zu einem komplizierten Hardwaredesign führen würde"

Wenn ich zwei Funkgeräte haben würde, eines auf jeder Seite der Platine, würde ich denken, dass eine 1/4- oder 5/8-Wellenlängenantenne senkrecht zu den Oberflächen der Platine eine gute Wahl mit einer inneren Schicht wäre der mehrschichtigen Leiterplatte, die als Masseebene für beide Antennen dient. Angenommen, die Platine wäre in der horizontalen Ebene montiert, dann hätten beide Antennen ein omnidirektionales Muster mit vertikaler Polarisation. Unter der Annahme einer ausreichend großen Masseebene sollte es außerdem eine maximal mögliche Isolierung zwischen den Funkgeräten geben.

Sie sollten in der Lage sein, solche Antennen mit Software wie NEC2 einfach zu simulieren .

Vielen Dank für die schnelle Antwort. Der Grund für Dual Radio hängt stark mit der Natur von drahtlosen Sensornetzwerken zusammen. Grundsätzlich sollten drahtlose Sensorknoten auf einem Kanal betrieben werden, der in der anfänglichen Netzwerkbildungsphase zugewiesen wurde. Daher möchte ich den Knoten dazu bringen, sich an zwei verschiedenen Netzwerken zu beteiligen, indem ich unabhängige Dual-Radios verwende, damit der Knoten nahtlos mit beiden Netzwerken kommunizieren kann. Dies bedeutet, dass die Aufgabe zwischen Senden und Empfangen der Funkgeräte absolut unabhängig ist. Ergänzend zu Ihrer Antwort: Was ist das „gute RF“ -Design? Könnt ihr dafür Materialien empfehlen?
Kann ich zusätzlich zu meinen obigen Kommentaren das Problem von Dual-Radios lösen, indem ich eine typische 4-Lagen-Leiterplatte verwende, die Strom und Masse als innere Schichten hat, und die Radios auf gegenüberliegenden äußeren Schichten platziert? Und könnten Sie auch detaillierter erläutern, warum die Chipantenne im Vergleich zu den anderen Antennentypen ein kompliziertes Hardwaredesign mit sich bringen würde?
Der Versuch, einen Weg zu finden, wie die beiden Sensornetzwerke auf demselben Kanal zusammenarbeiten oder alternativ Knoten tolerieren, die nicht immer da sind (da ihre Funkgeräte alle paar Sekunden den Kanal wechseln, um am anderen Netzwerk teilzunehmen), würde Ihnen beiden Hardwarekosten sparen und Hardware-Herausforderung, auf Kosten eines aufwändigeren Software-/Protokolldesigns.
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