¿Qué es una antena de 50 ohmios? ¿Cómo harías uno?

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Esta es una pregunta intencionalmente muy abierta. ¿Qué significa que una antena sea una antena de 50 ohmios a alguna frecuencia? ¿Cómo se hace una antena de 50 ohmios para decir 433.92MHz? ¿Cuales son las opciones? ¿Cuáles son las consecuencias de que sea diferente de 50 ohmios?

rf antenna vicatcu
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Respuestas:

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Tratando de pensar para qué se usa el 433 fuera de mi cabeza :) ¿Es esa la banda de señales débiles?

En cualquier caso, la mayoría de las radios bidireccionales están hechas para coincidir con una antena de 50 ohmios y la coincidencia se deja a usted. Puede obtener una antena que ya esté sintonizada, o puede hacer coincidir la impedancia a través de una serie de técnicas (consulte el artículo al que se hace referencia a continuación).

Con una buena combinación, reduce las ondas estacionarias. Las ondas estacionarias se acumulan cuando la radio envía una señal muy bien modulada, pero la antena no resuena a esa frecuencia y causa ondas estacionarias, que retroalimentan la radio y pueden expulsar la etapa final.

Cuanto mayor es la potencia de salida, más se vuelve importante. A muy baja potencia, digamos <1 vatio, lo peor de lo que debe preocuparse es que la antena no resuene y su señal no vaya a ningún lado. A potencias superiores, digamos más de 50 vatios, puede dañar su transmisor en menos de 1 segundo. Las radios modernas tienen detectores SWR incorporados que cortarán la energía si detecta un problema. Sin embargo, no siempre se garantiza que funcionen.

Esta página presenta algunas cosas clave muy bien

Brad Hein
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A menos que se trate de una banda de frecuencia compartida (como ISM), estoy bastante seguro de que se encuentra dentro de una banda de Ham. En cuyo caso, debe realizar la prueba para transmitir en la banda. El examen cubre estas preguntas.
Brad Hein
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KC2QLW;) 433.92Mhz es en realidad la frecuencia central de una banda ISM, no es parte del espectro de Ham, y está regulada por la Parte 18 de las reglas de la FCC.
vicatcu
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Es parte de la asignación de banda amateur de 70 cms del Reino Unido. Las personas no han podido subir a sus automóviles después de estacionarlos cerca de un transmisor de radioaficionado de 70 cms.
Leon Heller
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@vicatcu - (aprecio que este es un hilo viejo, pero su comentario necesita comentarios ...) mientras que 433.92Mhz es una frecuencia ISM, también es una frecuencia amateur de 70 cm en todo el mundo . El uso de la frecuencia para ISM está sujeto a no causar interferencia a los jamones, ¡pero es posible que los jamones lo utilicen! ¡Vea también el comentario de Leons!
Andrew
@ Andrew seguro, pero no necesitas una licencia para transmitirlo (en la mayoría de los países) fue mi punto principal. Gracias por la aclaracion.
vicatcu
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¿Qué significa que una antena sea una antena de 50 ohmios a alguna frecuencia?

Significa que si aplica una onda sinusoidal de 1 V RMS de esa frecuencia al final de la antena, una corriente de 1/50 A RMS fluirá en la antena en ese punto. V = IR

endolito
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Exactamente. Esto se puede generalizar a la afirmación de que la relación del voltaje RMS a la corriente en cualquier punto de la antena es 50, y la unidad es, por supuesto, ohmios.
Kevin Vermeer
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Entonces, ¿cómo se construye uno para una impedancia objetivo? ¿Cuál es el proceso de diseño?
vicatcu
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También presumiblemente entran en juego imperfecciones y hay que "sintonizar" el circuito con la antena (algo así), ¿hay un enfoque claro para hacerlo?
vicatcu
Los radioaficionados usan medidores VSWR para verificar y sintonizar antenas.
Leon Heller
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Si no utiliza algún tipo de sintonizador de antena (red LC, por lo general), casi siempre es necesario hacer algunos recortes de prueba. Hay todo tipo de ecuaciones de regla general, pero el mejor consejo es cortar su antena (supongo que el prototipo) un poco demasiado y probarla con un medidor que pueda medir la potencia reflejada y hacia adelante. Recorte, luego pruebe nuevamente. Desea recortar para obtener la potencia reflejada mínima, lo que significa que su potencia se irradia en lugar de reflejarse nuevamente en las finales del amplificador y calentarlas.
Jesse
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Al referirse al equipo de RF, debe lidiar con la 'impedancia característica', que es una propiedad de antenas, líneas de alimentación e incluso etapas de salida del transmisor.

Lo importante es asegurarse de que las impedancias coincidan desde el equipo hasta la antena. Esto es más importante para los transmisores, ya que implica más potencia, pero tampoco perjudica a los receptores.

Una cosa que no quiere hacer es conectar dos elementos con diferentes impedancias. Hay transformadores de RF de varios tipos que se pueden usar para unir secciones que, de lo contrario, no coincidirían. Cualquier cambio brusco en la impedancia hace que la energía de RF que encuentra el desajuste se refleje parcialmente, algo así como lo que sucede cuando la luz golpea un trozo de vidrio. Cuando un extremo del sistema es un transmisor de 100 W, esto puede dar como resultado que se refleje una energía significativa en la etapa de salida del transmisor. Básicamente, es simplemente ineficiente, ya que la energía reflejada se convierte en calor residual en el transmisor, y la salida de la antena disminuye. La medida de cuánta reflexión está ocurriendo se denomina relación de onda estacionaria, a menudo abreviado SWR.

No todos los sistemas de RF tienen 50 ohmios. Hay tipos de cables coaxiales (por ejemplo, RG-59) que son de 75 ohmios y cables gemelos de 300 ohmios que no son infrecuentes.

JustJeff
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Una antena de 1/4 de onda con cuatro radiales de 1/4 de onda a 45 grados dará una impedancia cercana a los 50 ohmios.

Leon Heller
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Esto es muy util. No soy ingeniero eléctrico y, por lo tanto, me interesaría mucho la heurística como esta. Agregue más si conoce alguno.
Dirk
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No es realmente una heurística, se puede predecir a partir de la teoría electromagnética básica. Algo similar es la impedancia de un dipolo plegado de media onda: 300 ohmios.
Leon Heller
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Otro ejemplo es la impedancia de 30 ohmios de una onda vertical de 1/4 sobre un plano de tierra.
Leon Heller
Una línea de microstrip con material estándar de PCB FR4 tendrá aproximadamente 0.1 "de ancho.
Leon Heller
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Un dipolo con patas dobladas / caídas se puede hacer fácilmente a 50 ohmios.
neonzeon
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También es útil entender por qué una antena de 50 ohmios es tan importante.

Digamos que tiene una fuente con una impedancia de salida (resistencia) de 50 ohmios, como la combinación ideal de batería / resistencia en el siguiente diagrama:

esquemático

Si desea extraer la potencia máxima de la fuente anterior, la resistencia de carga que necesita debe ser de 50 ohmios. Pruébelo usted mismo: agregue 40, 50 y 60 ohmios, y calcule cuánta potencia va a la carga en cada caso.

Entonces, esta es la razón por la cual las antenas de 50 ohmios son importantes: las fuentes que las manejan generalmente tienen 50 ohmios de impedancia.

Por lo tanto, si desea entregar la mayor potencia de RF de su fuente de 50 ohmios a su antena, ¡listo, solo una antena de 50 ohmios lo hará!

neonzeon
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Volver a lo básico es bueno! Nunca he podido pensar en una buena explicación cuando la aplicación es un receptor . ¿Conoces alguna explicación que comience con un incidente de onda en una antena y aún funcione? Nunca lo he visto hecho.
uhoh
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Una especulación razonable es que la impedancia de 50 ohmios era un buen compromiso entre el manejo de potencia y la baja pérdida para la línea de alimentación coaxial dieléctrica de aire .
neonzeon
Oh! microondas101! Estaba buscando este sitio hace un tiempo, y no podía recordar cómo se llamaba. Había leído algunas cosas interesantes sobre la profundidad de la piel a 60Hz hace un tiempo mientras viajaba en autobús, y luego no podía recordar qué o dónde. ¡Excelente, gracias!
uhoh