Антенна Wi-Fi через стекло

Раньше я устанавливал много автомобильных УВЧ-радиостанций и комплектов громкой связи для мобильных телефонов. В основном я работал с грузовиками и грузовыми автомобилями, оснащенными защитными дугами, на которые я устанавливал большую громоздкую антенну с высоким коэффициентом усиления. В качестве альтернативы кронштейн можно было установить непосредственно на шасси под капотом (что часто означало резку / сверление). Коаксиальный кабель будет проходить от нового устройства внутри кабины, через моторный отсек и к основанию антенны.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Но время от времени я получал какого-нибудь модного руководителя с блестящим новым роскошным седаном, и я использовал относительно незаметную антенну на стекле. Кабель проходит под приборной панелью и вверх по стойке (под обивкой или пластиковой отделкой) со стороны пассажира и выходит в верхней части ветрового стекла. Кабель ввинчивается в маленькую черную коробку/панель, одна сторона которой прилегает непосредственно к внутренней поверхности стекла. В основании фактической мачты антенны находится аналогичная клейкая панель, которая крепится на внешней поверхности стекла непосредственно поверх первой.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Я никогда полностью не понимал, как и почему это работает, но, по сути, сигнал мог проходить прямо через стекло. У меня вопрос: можно ли использовать тот же метод для антенн WiFi 2,4 ГГц и/или 5 ГГц?

Теоретически УВЧ работает от 300 МГц до 3 ГГц, поэтому он должен работать для антенн с более низкой F. Однако вы должны проверить пропускную способность. Но если вы можете проверить это, я хотел бы увидеть результаты. Я нахожу этот пост очень интересным. Что касается того, как это работает, через индуктивность.
Вероятно, передает энергию внешней части с помощью индуктивности (см. Бесконтактная/индуктивная зарядка). Затем РЧ усиливается снаружи и снова отправляется обратно через стекло. Они могут даже использовать одни и те же катушки, но на разных частотах.
"новый роскошный седан" и "без встроенной функции громкой связи" - это набор взаимоисключающих условий в наши дни...
@Dimitri 300 МГц - 1 ГГц , согласно IEEE ; или 300MHz -3GHz, согласно ITU . Но на самом деле я имел в виду UHF Citizens Band 477 МГц, используемый в Австралии и Новой Зеландии ( 476,4250–477,4125 МГц ; в просторечии известный просто как UHF ). Я думал, что это общий стандарт для всей Европы и Северной Америки, но, видимо, это не так.
@tjt263 Хорошо. Теперь у вас есть проблема тогда. Вы не можете просто использовать антенну, используемую для ITU-R, в случае частот WIFI. Вы должны проверить это фото, например: robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/… . Как видите, разная длина для разных частот. Я не буду лгать вам, я понятия не имею, сработает ли это, если вы измените имеющуюся у вас антенну, но это может быть хорошим экспериментом. Проверьте в гугле "рассчитать длину антенны". Вы увидите несколько полезных формул. Надеюсь, это поможет другу.
@Дмитрий Всё верно. Раньше мы настраивали наши УКВ-антенны с помощью пары боковых резаков и портативного анализатора РЧ-сигналов. Я ожидал, что мне придется использовать новую или модифицированную антенну; хотя огромный выбор форм и размеров антенн WiFi на рынке оставил меня в замешательстве относительно физики. Но я продолжу изучать его и делиться информацией.

Ответы (2)

Параллельные пластины конденсатора размером 25 мм на 25 мм, разделенные 4 мм стеклом с относительной диэлектрической проницаемостью 4, дадут емкость связи около 5 пФ. Эта емкость включена последовательно с сигналом антенны и на частоте 2,5 ГГц будет действовать как импеданс блокировки около 13 Ом, поэтому ее можно использовать, не слишком нарушая КСВН.

введите описание изображения здесь

  • k — относительная диэлектрическая проницаемость стекла.
  • ϵ 0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость свободного пространства (8,854 пФ / м ).

Импеданс последовательной блокировки 13 Ом можно компенсировать небольшим значением последовательной индуктивности. Я ожидаю, что он будет работать лучше всего, когда он расположен у края окна (и близко к кузову автомобиля), потому что тип антенны — несимметричный, и для максимальной эффективности требуется некоторая форма локального заземляющего слоя. Другими словами, использование емкостного соединения требует, чтобы основанием антенны была одна обкладка конденсатора.

Я не собираюсь исключать катушки, которые могут подключаться через стеклянное окно, но на частоте 2,5 ГГц они могут начать терять больше, чем емкостные ответвители.

Есть и другие преимущества размещения антенны на краю ветрового стекла, а не прямо посередине ;-)
@psmears какие они (кроме того, что я перечислил)? Не стесняйтесь этого! Мы все здесь, чтобы чему-то научиться.
Извините, это было задумано как шутка - я просто имел в виду, что антенна на краю также лучше для того, чтобы видеть, куда вы едете :-)
Спасибо за информацию. На данном этапе это немного не в моей лиге, но я обдумываю это. В любом случае, нормально ли иметь конденсатор (или пару катушек индуктивности) непосредственно перед антенной (и последовательно с ней)? Или это просто средство пересечения стекла? Это похоже на то, что может существенно повлиять на поведение основной схемы.
Если вы посмотрите на согласующие сети между чипами и антеннами Wi-Fi, нередко можно увидеть последовательно соединенные конденсаторы с небольшим значением пФ. Для частот Wi-Fi я никогда не видел пару связанных катушек индуктивности, и я подозреваю, что это потому, что частота слишком высока, чтобы получить эффективную магнитную связь, подобную этой.

Я никогда полностью не понимал, как и почему это работает

Ну, это не магия ;-)

На самом деле это можно сделать либо

магнитно с использованием связанных катушек индуктивности. Это как трансформатор без магнитопровода. Беспроводная зарядка, используемая в некоторых мобильных телефонах, использует тот же принцип. По сути, одна катушка создает магнитное поле из электрического сигнала, который затем улавливается второй катушкой (на другой стороне изолятора, которым может быть любой изолятор, включая воздух или стекло). Вторая катушка превращает магнитное поле обратно в электрический сигнал.

или

электрически с использованием конденсаторной структуры. Конденсатор состоит из двух электропроводящих пластин с изолятором (это может быть любой изолятор, включая воздух или стекло) между ними. Конденсатор имеет низкий импеданс (не образует препятствий) для высокочастотных сигналов.

Я ожидаю, что для более низких частот до 200 МГц или около того будет использоваться метод магнитной связи. Для низких частот потребуется очень большой конденсатор (для электрической связи), чтобы быть эффективным.

Для высоких частот выше 200 МГц, включая сигналы WiFi, я ожидаю, что будет использоваться метод электрической связи. Высокие частоты не могут проходить через большие катушки, что затрудняет метод магнитной связи.

Значит, стекло — это, по сути, диэлектрическая пластина? Как насчет заземляющего провода/оплетки/проводника; как обе стороны цепи проходят через стекло через одну точку/компонент/конденсатор?
Правильно, стекло будет диэлектрическим материалом конденсатора. Земли на антенне не будет, я думаю, земля будет на шасси автомобиля. Также вам не всегда нужна земля, антенна может работать только с одним соединением.
Это правильно? Странно, что мы продолжаем использовать относительно дорогой коаксиальный кабель с отрицательной оплеткой для внешнего проводника всех наших антенных разъемов. Большинство из них даже поставляются со специальными шайбами, которые вгрызаются в их монтажную поверхность, чтобы обеспечить надежный путь к земле.
@ tjt263 это правильно. Если бы вы использовали один провод, он действовал бы как более длинная антенна, а не как способ передачи сигнала от антенны. Так что если он очень-очень короткий, т.е. подключен напрямую к печатной плате, то он работает. Но это уже другой вопрос.
Так что в основном это 6-футовая антенна; от центральной консоли до верхней части лобового стекла? Что-то в этом кажется неправильным.
Антенна Wi-Fi через стекло
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v