O que é uma antena de 50 ohm? Como você faria um?

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Esta é uma pergunta intencionalmente muito aberta. O que significa uma antena ser uma antena de 50 ohm em alguma frequência? Como você cria uma antena de 50 ohms para 433,92 MHz? Quais são as opções? Quais são as consequências de ser diferente de 50 ohms?

rf antenna vicatcu
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Respostas:

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Tentando pensar para que o 433 é usado em cima da minha cabeça :) É que os sinais fracos se acendem?

De qualquer forma, a maioria dos rádios bidirecionais é feita para corresponder a uma antena de 50ohm e a correspondência fica a seu critério. Você pode obter uma antena já sintonizada ou fazer a correspondência de impedâncias através de várias técnicas (consulte o artigo mencionado abaixo).

Com uma boa combinação, você reduz as ondas estacionárias. As ondas estacionárias se acumulam quando o rádio envia um sinal modulado, mas a antena não ressoa nessa frequência e causa ondas estacionárias, que retornam ao rádio e podem explodir o estágio final.

Quanto maior a potência de saída, mais isso se torna importante. Em potência muito baixa, digamos <1watt, o pior com o qual você deve se preocupar é que a antena não ressoa e o sinal não vai a lugar algum. Em potências mais altas, digamos 50+ watts, você pode danificar seu transmissor em menos de 1 segundo. Os rádios modernos possuem detectores de cabos de aço integrados que cortam a energia se detectar um problema. Mas nem sempre é garantido que eles funcionem.

Esta página apresenta algumas coisas importantes muito bem

Brad Hein
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A menos que seja uma banda de frequência compartilhada (como o ISM), tenho certeza de que isso está dentro de uma banda Ham. Nesse caso, você deve fazer o teste para transmitir na banda. O teste cobre essas perguntas.
Brad Hein
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KC2QLW;) 433.92Mhz é realmente a frequência central de uma banda ISM, não faz parte do espectro de Ham, e é governada pela Parte 18 das regras da FCC.
vicatcu
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Faz parte da alocação de banda amadora de 70 cms no Reino Unido. As pessoas não conseguiram entrar em seus carros depois de estacioná-las perto de um transmissor de rádio amador de 70 cms.
Leon Heller
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@vicatcu - (eu aprecio que este seja um tópico antigo, mas seu comentário precisa ser comentado ...) enquanto 433.92Mhz é uma frequência ISM, também é uma frequência amador de 70cm em todo o mundo . O uso da frequência para o ISM está sujeito a não causar interferência nos presuntos, mas você pode sofrer com os presuntos! Veja também o comentário de Leons!
26412 Andrew
@ Andrew certo, mas você não precisa de uma licença para transmitir (na maioria dos países) era o meu ponto principal. Obrigado pelo esclarecimento.
vicatcu
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O que significa uma antena ser uma antena de 50 ohm em alguma frequência?

Isso significa que, se você aplicar uma onda senoidal de 1 V RMS dessa frequência no final da antena, uma corrente de 1/50 A RMS fluirá na antena nesse ponto. V = IR

endólito
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Exatamente. Isso pode ser generalizado com a afirmação de que a razão entre a tensão RMS e a corrente em qualquer ponto da antena é 50 e a unidade, é claro, ohms.
Kevin Vermeer
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Então, como você constrói um para uma impedância de destino? Qual é o processo de design?
vicatcu
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Também, presumivelmente, imperfeições entram em jogo e você precisa "sintonizar" o circuito na antena (algo assim), existe uma abordagem clara para fazer isso?
vicatcu
Os radioamadores usam medidores VSWR para verificar e sintonizar antenas.
Leon Heller
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Se você não usa algum tipo de sintonizador de antena (rede LC, geralmente), é quase sempre necessário fazer alguns cortes de corte e tentativa. Existem todos os tipos de equações básicas, mas o melhor conselho é cortar a antena (suponho que seja um protótipo) por muito tempo e testá-la com um medidor que possa medir a potência refletida e para a frente. Apare e teste novamente. Você deseja cortar a potência refletida mínima, o que significa que sua energia está sendo irradiada em vez de refletida de volta para as finais do amplificador e aquecendo-as.
Jesse
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Ao se referir ao equipamento de RF, você deve lidar com a 'impedância característica', que é uma propriedade de antenas, linhas de alimentação e até estágios de saída do transmissor.

O importante é garantir que as impedâncias sejam correspondidas desde o equipamento até a antena. Isso é mais importante para os transmissores, pois há mais energia envolvida, mas também não prejudica os receptores.

Uma coisa que você não quer fazer é conectar dois itens com impedâncias diferentes. Existem transformadores de RF de vários tipos que podem ser usados ​​para combinar seções que, de outra forma, seriam incompatíveis. Qualquer mudança abrupta na impedância faz com que a energia de RF que encontra a incompatibilidade reflita parcialmente, como o que acontece quando a luz atinge um pedaço de vidro. Quando uma extremidade do sistema é um transmissor de 100W, isso pode resultar em energia significativa sendo refletida de volta ao estágio de saída do transmissor. Basicamente, é apenas ineficiente, já que a energia refletida se transforma em calor residual no transmissor e a saída da antena é diminuída. A medida de quanta reflexão está ocorrendo é chamada de taxa de onda estacionária, geralmente abreviada como SWR.

Nem todos os sistemas de RF têm 50 ohms. Existem tipos de cabo coaxial (por exemplo, RG-59) de 75 ohms e chumbo duplo de 300 ohms que não são incomuns.

JustJeff
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Uma antena de 1/4 de onda com quatro radiais de 1/4 de onda a 45 graus dará algo próximo à impedância de 50 ohms.

Leon Heller
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Isso é muito útil. Eu não sou um engenheiro elétrico e, portanto, estaria muito interessado em heurísticas como essa. Por favor, adicione mais se você souber de algum.
Dirk
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Não é realmente uma heurística, pode ser prevista a partir da teoria eletromagnética básica. Algo semelhante é a impedância de um dipolo de meia onda dobrado - 300 ohms.
Leon Heller
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Outro exemplo é a impedância de 30 ohms de uma onda vertical de 1/4 sobre um plano de terra.
Leon Heller
Uma linha de microtira com material PCB FR4 padrão será de cerca de 0,1" de largura.
Leon Heller
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Um dipolo com pernas dobradas / soltas pode ser facilmente feito até 50 ohms.
neonzeon
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Também é útil entender por que uma antena de 50 ohm é tão importante.

Digamos que você tenha uma fonte com uma impedância de saída (resistência) de 50 ohms, como a combinação ideal de bateria / resistor no diagrama a seguir:

esquemático

Se você deseja extrair a potência máxima da fonte acima, o resistor de carga necessário deve ser de 50 ohms. Experimente você mesmo - coloque 40, 50 e 60 ohms e calcule quanta energia vai para a carga em cada caso.

Portanto, esta é a razão pela qual as antenas de 50 ohm são importantes: As fontes que as acionam normalmente têm 50 ohms de impedância.

Portanto, se você deseja fornecer a maior potência de RF da sua fonte de 50 ohms para a sua antena - voila, apenas uma antena de 50 ohms fará isso!

neonzeon
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Voltar ao básico é bom! Eu nunca consegui pensar em uma boa explicação quando o aplicativo é um receptor . Você conhece alguma explicação que comece com um incidente de onda em uma antena e ainda funcione? Eu nunca vi isso feito.
uhoh
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Uma especulação razoável é que a impedância de 50 Ohm foi um bom compromisso entre o manuseio de energia e a baixa perda de linha de alimentação coaxial dielétrica a ar .
neonzeon
Oh! microwaves101! Eu estava procurando este site há um tempo atrás e não conseguia lembrar como era chamado. Eu tinha lido algumas coisas interessantes sobre a profundidade da pele a 60Hz há um tempo atrás, enquanto andava de ônibus, e mais tarde não conseguia lembrar o que ou onde. Excelente, obrigado!
uhoh