穿越玻璃WiFi天线


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我曾经安装过许多车载UHF收音机和免提手机套件。我主要从事装有防撞条的卡车和商用车的工作,并在上面安装了体积大,高增益的天线。另外,也可以将支架直接安装在阀盖下方的底盘上(这通常意味着切割/钻孔)。同轴电缆将从驾驶室内部的新设备开始,穿过引擎舱,再延伸至天线的底部。

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但是我时不时会有一些花哨的管理人员配备闪亮的新型豪华轿车,并且会使用相对离散的玻璃安装天线。电缆在仪表板下方延伸,并在乘客侧向上延伸至立柱(在室内装饰或塑料装饰下方),并在挡风玻璃顶部附近弹出。电缆拧入一个小的黑盒/面板,黑盒/面板的一侧直接粘附到玻璃的内表面。实际天线杆的底部是一个类似的粘合板,该粘合板安装在玻璃的外表面上,直接位于第一个玻璃的顶部。

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我从不完全了解它是如何工作或为什么起作用的,但实际上,信号能够直接流过玻璃。我的问题是:2.4 GHz和/或5 GHz WiFi天线可以采用相同的技术吗?


理论上,UHF的工作频率范围为300Mhz至3Ghz,因此它应适用于F较低的天线。但是,您应该检查带宽。但是,如果可以测试,我希望看到结果。我发现这篇文章非常有趣。至于它的工作方式是通电感。
Dimitri '18

可能使用电感将能量传递到外部(请参阅非接触式/感应式充电)。然后,RF在外部被放大并再次通过玻璃发送回去。他们甚至可能使用相同的线圈,但使用不同的频率。
Oldfart

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如今,“新型豪华轿车”和“无内置免提功能”是相互排斥的条件……
棘手怪胎

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@Dimitri 300MHz-1GHz(根据IEEE);或根据国际电联规定300MHz-3GHz。但是我实际上指的是在澳大利亚和新西兰使用的477MHz UHF公民频带476.4250 MHz-477.4125 MHz;俗称UHF)。我认为这是整个欧洲和北美的通用标准,但显然不是。
声音

@ tjt263好。现在,您遇到了问题。对于WIFI频率,您不能简单地使用用于ITU-R的天线。您应该检查此照片,例如:robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/…。如您所见,不同频率的长度不同。我不会对你说谎,我不知道如果修改你的天线,它是否会起作用,但这可能是一个很好的实验。在Google中签入“ antena长度计算”。您将看到一些有用的公式。希望这对朋友有帮助。
Dimitri '18

Answers:


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25 mm x 25 mm的平行电容器板与4mm的介电常数为4的玻璃分开,将产生约5 pF的耦合电容。该电容与天线信号串联,并且在2.5 GHz时,将起到大约13欧姆的阻塞阻抗的作用,因此,可以在不过度破坏VSWR的情况下使用它。

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  • k是玻璃的相对介电常数。
  • ϵ0

13欧姆串联阻断阻抗可以通过较小的串联电感值来消除。我希望它位于窗口边缘(并靠近车身)时效果最好,因为天线类型是单极天线,并且需要某种形式的局部接地平面才能发挥最大作用。换句话说,使用电容性连接要求天线的基极是电容器的一块板。

我不会排除可以通过玻璃窗耦合的线圈,但是在2.5 GHz时,这些线圈可能开始变得比电容耦合器损耗更大。


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将天线放在挡风玻璃的边缘而不是放在中间也有其他好处;-)
psmears

@psmears是什么(除了我列出的那个)?不要害羞!我们都在这里学习一些东西。
安迪(aka Andy)'18

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抱歉,这只是个玩笑-我的意思是,将天线放在边缘还可以更好地看到您要行驶的地方:-)
psmears

谢谢提供信息。在这个阶段,这有点超出我的水平了,但是我还是把头缠住了。所以,无论如何,在天线之前(并与天线串联)安装电容器(或一对电感器)是否正常?还是仅仅是横穿玻璃杯的一种方式?似乎会对主电路的性能产生重大影响的事情。
声音

如果您研究芯片与wifi天线之间的匹配网络,通常会看到串联的小pF值电容器。对于wifi频率,我从未见过一对耦合电感器,我怀疑这是因为频率太高而无法获得有效的磁耦合。
安迪(aka Andy)'18年

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我从不完全了解它是如何工作或为什么工作的

好吧,这不是魔术;-)

其实可以做到

磁性地使用耦合电感器。这就像没有磁芯的变压器。在某些手机中使用的无线充电使用相同的原理。基本上,一个线圈从电信号中产生磁场,然后由第二个线圈(在绝缘子的另一侧,可以是任何绝缘子,包括空气或玻璃)拾取第二个线圈。第二线圈将磁场转换回电信号。

要么

使用类似电容器的结构。电容器由两个导电板组成,中间有一个绝缘体(绝缘体可以是任何绝缘体,包括空气或玻璃)。电容器是高频信号的低阻抗(不构成障碍)。

对于高达200 MHz左右的较低频率,我希望使用磁耦合方法。对于低频,将需要非常大的电容器(用于电耦合)以提高效率。

对于200 MHz以上的高频(包括WiFi信号),我希望使用电耦合方法。高频不能穿过大线圈,从而使磁耦合方法变得困难。


那么玻璃基本上是介电板?地线/编织层/导体如何?电路的两侧如何通过单个点/组件/电容器穿过玻璃?
声音

正确的是,玻璃将成为电容器的介电材料。天线将没有接地,我想这将是汽车的底盘。另外,您并不总是需要接地,天线只能通过一个连接工作。
Bimpelrekkie

那正确吗?那很奇怪,我们继续使用相对昂贵的同轴电缆,将负极编织护套连接到所有天线连接器的外部导体。它们中的大多数甚至带有咬入安装表面的特殊垫圈,以确保牢固的接地路径。
声音

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@ tjt263是正确的。如果要使用单线,则它将充当更长的天线,而不是从天线传输信号的方式。因此,如果它真的很短,即直接连接到PCB,它就可以工作。但这是另一个问题。
Mołot

基本上,这是一个6英尺长的天线;从中央控制台到挡风玻璃顶部?某些事情似乎不正确。
声音
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