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Dieser Beitrag beschreibt die Berechnung einer 433 MHz Antenne für eine kleine Leiterplatte von 54 mm x 46 mm Kantenlänge. Die Größe der aktiven Schaltung beträgt nur ca. 10mm x 10mm. Eine Besonderheit ist, daß es auf dem PCB keine nennenswerte Massefläche gibt, die als Gegengewicht zu einer verkürzten Monopolantenne dienen kann. Das strahlende Element wird als Schleife mit Kopfkapazität ausgeführt, mit einer Leiterbreite von 1mm auf 1. 5mm FR4. Antenne in Schleifenform, Einspeisung an Port 1, Trimmer für Kopfkapazität an Port 2 Aus der EM-Simulation mit Empire XPU erhalten wir nun eine Touchstone S2P-Datei, wo Port 1 die Antenneneinspeisung und Port 2 den Anschlußpunkt für den Trimmer C3 nach Masse darstellt. Anpaßschaltung Die Antennenanpassung auf der Basis der S2P Datei wird weitgehend automatisch mit Optenni Lab durchgeführt. Als Vorgabe an Port 2 wählen wir einen Kondensator mit 1pF Startwert, dessen Wert von Optenni Lab optimiert werden darf. Für das Anpaßnetzwerk an Port 1 geben wir maximal 2 Elemente vor.
Preiswerter 433 Mhz Sender und Empfänger zur Steuerung von z. B. Funksteckdosen oder anderen 433Mhz Geräten mittels Arduino oder Raspberry Pi (PiLight, FHEM, etc kompatibel). Hinweis: Die beiden Module gibt es auch hier im Set mit passenden 433 Mhz Helical Spiral Antennen und Anschlusskabel. Plug & Play Unser Tip: Superheterodyne Module nutzen, mit noch besserer Sende und Empfangsleistung.
792. 458 m/s verwendet. Die Frequenz unserer Funkmodule ist 433. 000. 000 Hz. Durch einsetzen in die Formel kommen wir auf eine Wellenlänge von 0, 69 Meter. Für die Länge unserer Antenne müssen wir den Wert von λ noch durch vier teilen. So kommen wir so auf ca. 17 cm Antennenlänge. Idealerweise sollten Antenne und Gegenpol gleich lang sein, wenn man aber eine längere Zuleitung benötigt kann der Gegenpol auch länger ausfallen. Im einfachsten Fall könnte man die Antenne jetzt einfach an das Funkmodul anlöten. Da mein Funkmodul und der Rasberry Pi in ein Gehäuse eingebaut sind, habe ich eine SMA Buchse an die Antenne angelötet. So kann ich die Antenne einfach anschrauben. Wenn ihr euren Raspberry ebenfalls in einem Gehäuse verbaut habt kann ich das als praktische Lösung empfehlen. Die Bauteile (SMA Buchse und Stecker, Koaxialkabel) kosten zusammen ca. 5 Euro. Da sicherlich nicht jeder das benötigte Werkzeug (Crimpzange) sowie SMA Buchsen und Stecker zuhause rumliegen hat, ist eine einfache Möglichkeit sich ein ein Meter langes SMA Stecker auf Buchse Kabel * zu besorgen.
Der innere Kunststoffmantel um die mittlere Ader sollte 1-2 mm länger bleiben, als der äußere Mantel. Der Schirm wird seitlich zu einer Litze verdrillt. Abisoliertes Koaxialkabel Schritt 4 – Anbringung des Trägers Nun stecken wir den Träger (die vorbereitete Streifenleiterplatte) mittig auf die mittlere Ader des Koaxialkabels und verlöten diese mit der einen Seite der Leiterplatte. Den verdrillten Schirm löten wir direkt daneben an die andere Seite der Leiterplatte und schneiden von beidem die überstehenden Reste ab. Zwischen beiden Seiten darf keine elektrisch leitfähige Verbindung bestehen! Mittlere Ader an Leiterplatte Schirm an Leiterplatte Schritt 5 – Anbringung der Antennenstäbe Von den zwei vorbereiteten Antennenstäben entfernen wir jeweils auf einer Seite circa 8 mm weit die Isolierung und löten sie dann mit ausreichend Lötzinn auf den freien Kupferflächen des Trägers fest. Ein Antennenstab wird dabei mit der Mittelader des Koaxialkabels und der andere mit dem Schirm verbunden.
Antennenfaktor 15dB; Lieferung ohne Kabel! Bitte separat bestellen. Mae 25 x 25 cm (Fronthaube); Tiefe 6cm + Montagebgel 6cm; 824... 894 MHz Ant868-60 434 MHz
Hieraus ergibt sich folgende Anpaßschaltung, bei Vorgabe von Murata GQM18 Kapazitäten für C1/C2 und Trimmer für C3 Berechnete Anpaßschaltung Im Frequenzbereich 431-435 MHz beträgt die Anpassung etwa 6dB oder besser, entsprechend Anpassungsverlusten von 1. 2dB oder weniger. Die kleine Antenne hat eine extreme Impedanz und daraus folgend eine sehr schmalbandige Anpassung zur Folge hat. Zwar ist er robust bezüglich Toleranzen der Anpaßelemente C1 und C2 … Anpassung bei 5% Toleranz von C1 und C2, Trimmer C3 als exakt angenommen … jedoch würden bereits 20fF Toleranz von C3 die Antennenresonanz spürbar verstimmen. Wenn es also überhaupt funktionieren soll, so kann hier nur ein Trimmer eingesetzt werden. Anpassung bei Nennwert von C1 und C2, Trimmer C3 mit 20fF Toleranz Es erscheint fraglich, ob diese kleine Antennen mit dieser Empfindlichkeit gegen Toleranzen tatsächlich sinnvoll realisierbar ist, jenseits eines individuell getrimmten Einzelstücks. Antennenwirkungsgrad Neben den Anpaßverlusten gibt es auch Verluste in der Antenne selbst.