Welche Technik kann ich verwenden, um eine Bluetooth 4-Übertragung zu fokussieren (oder zumindest abzuschirmen)?

Ich nehme an, Sie haben eine kleine Beacon-Leiterplatte, die Sie nicht selbst entworfen haben, also müssen Sie damit so arbeiten, wie sie ist. Wenn Sie das Brett auslegen, haben Sie mehr Möglichkeiten ...

1. Einschränken des von einer Bake abgedeckten Bereichs
Sie sind hier auf dem richtigen Weg - die Montage über dem Supermarktgang oder was auch immer ist wahrscheinlich am besten, dann können Sie das Signal auf einen kleinen Bereich fokussieren. Möglicherweise müssen Sie auch die Reichweite oder Leistung des Signals irgendwie reduzieren. Es ist möglich, dass nur eine Verringerung der Reichweite ausreicht.

2. Fokussieren des Signals
Anido hat Recht, man kann das Signal mit einer Art Antenne fokussieren. Da Sie wahrscheinlich keinen Antennenanschluss auf der Platine haben, verwenden Sie am besten eine Hornantenne, wie eine Pringles-Dose, die von der internen Antenne auf der Bake angeregt wird. Ein einfacher Wellenleiter mit offenem Ende ohne Kegelfackel ergibt eine 8-10-dBi-Antenne, die einen Strahl von etwa 60 Grad (bei -3 dB) oder vielleicht 90 Grad bei -10 dB hat.

Es muss natürlich Metall sein, aber die Art des Metalls spielt keine Rolle - auf Karton geklebte Alufolie oder eine Blechdose. Das Metall muss durchgehend sein, ohne Lücken, wenn Sie eine Naht benötigen, haben Sie eine gute Überlappung von 1 Zoll / 2 cm.

Schauen Sie sich im Netz nach geeigneten Abmessungen für das Horn um - der Durchmesser ist wichtiger als die Tiefe, daher ist eine Suppendosenform in Ordnung. Du könntest auch ein Pyramidenhorn aus Pappe basteln. Der Sender muss nicht daran geerdet werden - es ist ein Reflektor und Konzentrator. (Sie würden einen Teleskopspiegel nicht erden ...?)

3. Messen, was Sie getan haben
Es ist ein Glück, dass Sie mit BLE einen RSSI- oder Signalstärkeindikator haben, der ziemlich genau ist. Erfinden Sie eine Methode zum Aufzeichnen der Signalstärke, verwenden Sie vielleicht Ihr Telefon oder ein anderes Gerät, um das Ergebnis aufzuzeichnen.
Montieren Sie den neuen Sender im Gehäuse auf dem Boden, im Freien, mit der Vorderseite nach oben. Sie möchten nicht, dass Reflexionen vom Boden das Signal stören. Bewegen Sie Ihr Telefon oder Ihren Empfänger über die Vorderseite, vielleicht 1 m entfernt, und notieren Sie die Ergebnisse. Halten Sie Ihren Körper weit vom Test entfernt – verwenden Sie einen Stock, um das Telefon/den Empfänger zu halten, damit Sie die Ergebnisse nicht zu sehr beeinflussen. Der genaue Bereich ist nicht so wichtig, es ist die Form des Musters, das Sie messen; In 3 m Entfernung ist es fast genauso wie in 1 m Entfernung, nur 10 dB schwächer.
Es ist auch wichtig, sich beim Messen um die Polarisation des Signals und das Muster der Empfangsantenne zu kümmern. Sie können diese nicht ändern, aber Sie können an jedem Standort nach der Telefonausrichtung mit dem stärksten Signal suchen .
Anhand dieser Ergebnisse können Sie sehen, ob Sie mit der von Ihnen erfundenen Cantenna die gewünschte Fokussierung erzielen. Wenn es nicht funktioniert, versuchen Sie, den Sender in der Dose neu auszurichten oder ihn näher an die Rückwand heran oder weiter von ihr weg zu bewegen.

Also zusammengefasst: Sender am Boden, draußen. Bewegen Sie das Telefon langsam darüber, um eine Vorstellung von der Form des Strahlungsmusters zu bekommen. Drehen Sie das Telefon an jeder Position herum, um ein maximales Signal zu erhalten. Passen Sie die Bakenposition in der Blechdose an, bis Ihnen das Muster gefällt.

4. Reduzieren der Reichweite
Sie werden wahrscheinlich feststellen, dass das Signal dort überschwappt, wo Sie es haben möchten, selbst (besonders) wenn die Antenne es fokussiert. Zeit, die Signalleistung zu reduzieren. Möglicherweise können Sie dies in der Software tun, auf dem BLE-Beacon müssen Sie möglicherweise auf einige Hardwaremodifikationen zurückgreifen. Das Löten eines Widerstands parallel zur Antenne auf der Bake verringert die Reichweite, 10 Ohm könnten ein guter Ausgangspunkt sein. Wenn Sie nicht so mutig sind, können Sie versuchen, es langsam in Aluminiumfolie zu wickeln (natürlich nachdem Sie die Platine isoliert haben), um die Strahlungsmenge zu reduzieren, indem Sie eine Fehlanpassung in der Antenne erzeugen. Es könnte sogar ausreichen, es einfach flach auf den Boden der Dose oder direkt in eine Ecke zu legen.

5. Experimentieren Sie! Abgesehen von den Dosenmaßen ist alles andere verhandelbar. Experiment! Denken Sie daran, dass Sie die Signalstärke jederzeit mit Ihrem Empfangsgerät messen können, um vorher/nachher zu vergleichen und zu sehen, was Sie getan haben.

Vorausgesetzt, das OP hat Zugriff auf einen externen Antennenanschluss am Gerät, besteht eine Option darin, eine Yagi-Uda-Richtantenne zu verwenden, die auf das 2,4-GHz-Band abgestimmt ist. Diese Frage berührt eine ähnliche Bluetooth-Problemstellung: Hinzufügen einer Yagi-Antenne zu einem Bluetooth-Dongle .

Wenn ein integriertes Gerät mit gerichtetem Beamforming entworfen werden muss, kann dies auch unter Verwendung von Mikrostreifenantennen in einer Array-Formation erreicht werden. Dies ist vielleicht nichts für schwache Nerven, aber dieses Papier und andere ähnliche werden einen Einblick geben.

Wenn der Signalverlust kein Problem darstellt, kann schließlich eine verlustbehaftete Dämpfung des Teils des Signals erreicht werden, der weit von der vorgesehenen Achse abweicht: das eigentliche Bluetooth-Gerät entlang der gewünschten Achse um etwas mehr als 12,5 cm nach außen (die ungefähre Wellenlänge des 2,4-GHz-Signals in der Luft).