Qualitätsfaktor bei der Antennenanpassung / Frage zum SX1261 LoRa Transceiver

Machen wir es allgemeiner und sagen, Sie haben das Impedanzanpassungsnetzwerk zwischen zwei Geräten. Nun, wie Sie gesagt haben, wenn Sie garantieren könnten, dass sowohl der Eingang als auch der Ausgang über alle Frequenzen flach 50 Ohm sind, mit einer Reaktanz = 0, dann brauchen Sie das PI-Netzwerk sicher nicht. Dies ist jedoch fast nie der Fall, und um die Leistungsübertragung zwischen zwei Schaltkreisen zu maximieren, müssen Sie die Impedanz anpassen und benötigen daher ein PI-Netzwerk.

$$Z_1 = R_1+jX_1$$ $$Z_2 = R_2+jX_2$$

Das bedeutet dann, dass Sie Folgendes tun müssen:

1. Irgendwie heben Sie den reaktiven Teil der beiden Impedanzen auf und lassen nur den resistiven Teil übrig:

   $$X_1 = -X_2$$

2. Der Widerstandsteil sollte derselbe sein:

   $$R_1 = R_2$$

Dies wird in der Literatur als "Conjugate Matching" bezeichnet.

Für Ihre Frage ist es wichtig zu erkennen, dass sich X_1, X_2 mit Frequenzen auf seltsame und wunderbare Weise ändern, was bedeutet, dass Sie Punkt 1 nur über einen engen Frequenzbereich treffen können. Denken Sie also daran, dass die maximale Leistungsübertragung immer unvermeidlich frequenzabhängig ist und nur über einen bestimmten Frequenzbereich möglich ist.

Hier kommt das Konzept der Bandbreite (daher Q) eines Anpassungsnetzwerks ins Spiel, da es Ihnen sagt, wie effektiv ein solches Anpassungsnetzwerk über einen weiten Frequenzbereich arbeitet.

Jetzt mit Ihrer eigenen Formel:

$$Q=f/BW$$ Die Verwendung eines kleinen Q impliziert eine große Bandbreite, daher im Allgemeinen einen breitbandigeren Betrieb des Anpassungsnetzwerks. Sie könnten sich also fragen, warum nicht immer für das kleinstmögliche Q ausgelegt werden, um den Frequenzbereich zu maximieren? Eine Antwort lautet: Wenn Sie etwas mehr mit direkten Gleichungen spielen, werden Sie, obwohl Sie durch das Entwerfen eines kleineren Q eine größere Anpassungsbandbreite erhalten, gleichzeitig zunehmend unpraktische Werte für die Induktivitäten und Kondensatoren feststellen.

Um sicherzustellen, dass ich nicht bluffe, testen Sie die obigen Behauptungen mit dem Rechner, den Sie gepostet haben. Verwenden Sie zum Beispiel:

$$F=100 MHz$$ $$RS=50$$ $$XS=-9$$ $$RL=100$$ $$XL=3$$ $$Q= 1.01 \to\ 50$$ Schalten Sie nun die Grafik auf „Real & Complex“ und setzen Sie den Cursor auf 100 MHz. Wenn das Anpassnetzwerk gut funktioniert, sollten Sie idealerweise eine Impedanz sehen, die mit Punkt 1 und Punkt 2 übereinstimmt! (In diesem Fall sollten Sie etwa Real = 50, Imag = +9 lesen). Das Diagramm gibt an, welche Impedanz die Quelle sieht, wenn sie in das PI-Netzwerk + Last schaut.

BEARBEITEN: Andere Gründe, die Q bestimmen, sind:

1. Das PI-Netzwerk ist auch eindeutig ein Filternetzwerk. Sie erhalten also von Natur aus eine Signalfiltercharakteristik, die Sie je nach gewähltem Q möglicherweise (nicht) tolerieren können.

2. In den meisten realen Anwendungen wird das Q des Netzwerks durch das Q der unvollkommenen Komponenten, insbesondere des Induktors, angegeben

EDIT 2: Sie scheinen auch die Implikation im Datenblatt falsch zu verstehen. Der Hersteller würde es sicherlich lieben, wenn beide Seiten des PI-Netzwerks 50 Ohm hätten, aber das wird, wie ich erklärt habe, nie ganz der Fall sein. Beispielsweise könnte die Antenne so ausgelegt sein, dass sie nur bei ihrer Betriebsfrequenz gut passt (und daher HF-Leistung absorbiert und abstrahlt!) und daher bei anderen schlecht passt.