Antag att stora PCB-kortet sitter platt mot väggen och på motsatta väggen, så står min hemma WiFi-router på ett bord med vertikala pin-antenner.
Jag undra hur man bäst ska placera MIFA WiFi antenn. Vilket är det sämsta ? Gäller samma för IFA antenner ?
Jag är ganska säker på vad som är rätt svar, men jag vill vara 100% säker innan jag gör ett PCB kort.
Bästa placering av MIFA antenner
Bästa placering av MIFA antenner
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Bästa placering av MIFA antenner
Högst effektivitet är för den bäst tunade antennen med fri yta runt antennen. Antennen är mer än F eller M -strukturerna.
Om du funderar på att polarisationen ska bli samma som din router antenner tappar det lite betydelse när avståndet mellan respektives antenner inte är att räkna som i fjärrfält.
För någorlunda ren polarisation bör inbördes avstånd vara mer än 10 lambda.
Vilken som blir resulterande polarisation bestäms ofta mer av jordplanets utformning sett från IFA eller MIFA-strukturen än av andra egenskaper.
Antennen är ju som minst en dipol och minsta resonanta längden är en halvvåg och F-strukturen är bara en kvarts våglängd, dvs ena halvan av den faktiskt strålande strukturen. men då F eller M sällan har i sej högt Q-värde så kommer jordplanets RF-utformning dominera vad gäller resulterande polarisation.
Rent generellt för dina olika antennpcbs placeringar, se till att de är så fria som möjligt och är tunade korrekt för just den placeringen.
Hörnplacering ger längst jordplan vilket vanligen är moderkortet diagonal och är normalt bra placering av antennPCB, dvs halva antennen.
Sedan tillkommer en massa andra saker som man bör tänka på såsom att jordlängd sett från din kvartsvågs antenn-halva inte ska ha multiplar av halvvågslängd då det i princip ger totalreflektion och om moderkortet är litet relativt våglängden kommer det ge olika bekymmer att tänka på.
Vad gäller beräkning av vågländer på moderkortet måste man ta hänsyn till PCBts dielektriska koefficient.
Eftersom hälften av antenn-strömmarna går genom jordplanet kan det ge EMI-problem för t.ex. lågfrekvent analoga och digitala signaler.
Det är inte ovanligt att man upptäcker sej skapat lokala resonanser för RF i delar av jordplanet som kan ställa till en hel del.
Än värre är dåligt utformat jordplan eller inget egentligt jordplan alls. En balanserat matad dipol kan rädda en del sådan bekymmer.
För att minska många av dessa problemen gör man ofta specifika delar av moderkortets jordplan reserverade för RF genom t.ex. sektionering.
Vilken som är bästa antennplaceringen på ditt PCB går inte avgöra då t.ex. jordplan inte syns och vet inte om det finns lågnivå känsliga signaler som kan reagera på överlagrad RF någonstans på moderkortet men det förefaller finnas dedicerat radio-PCB vilket kan ha fördelar jordningsmässigt. Beroende på längd av jordplan, för bästa effektivitet är det hörnplacerade antenn-PCBt som har bäst förutsättningar om det tunas för denna platsen.
Om det är kort avstånd till din router så spelar inte polarisationen någon som helst roll då totala dipolantennen inte är i fjärrfältet.
Om avståndet är så kort kan man spara sej en del besvär genom att ersätta antennen med ett 50 Ohms motstånd samt en 5 mm lång trådkardel ståendes ovanpå motståndet som antenn. Det kan ge en hyggligt matchad antenn utan oönskade reflektioner på jordplanet om matningspunkten i sej är 50 Ohm och ändå tillräcklig signal för att fungera bra mot din router.
För att mäta impedanserna och utföra evt matchning används vanligen en VNA men ett ytmonterat 0402 motstånd är hyggligt rent resistiv last som är tillräckligt stabil sedd från radion så att en kortare trådstump jämte motståndet mistunar obetydligt. Att använda motstånd underlättar om man inte har tillgång till VNA, ger låga reflektioner och minskar EMI-problem.
En nackdelen är att mesta RF-signalen bränns upp i motståndet men mer signal än nödvändigt kommer inte tillföra något nyttigt.
Om du funderar på att polarisationen ska bli samma som din router antenner tappar det lite betydelse när avståndet mellan respektives antenner inte är att räkna som i fjärrfält.
För någorlunda ren polarisation bör inbördes avstånd vara mer än 10 lambda.
Vilken som blir resulterande polarisation bestäms ofta mer av jordplanets utformning sett från IFA eller MIFA-strukturen än av andra egenskaper.
Antennen är ju som minst en dipol och minsta resonanta längden är en halvvåg och F-strukturen är bara en kvarts våglängd, dvs ena halvan av den faktiskt strålande strukturen. men då F eller M sällan har i sej högt Q-värde så kommer jordplanets RF-utformning dominera vad gäller resulterande polarisation.
Rent generellt för dina olika antennpcbs placeringar, se till att de är så fria som möjligt och är tunade korrekt för just den placeringen.
Hörnplacering ger längst jordplan vilket vanligen är moderkortet diagonal och är normalt bra placering av antennPCB, dvs halva antennen.
Sedan tillkommer en massa andra saker som man bör tänka på såsom att jordlängd sett från din kvartsvågs antenn-halva inte ska ha multiplar av halvvågslängd då det i princip ger totalreflektion och om moderkortet är litet relativt våglängden kommer det ge olika bekymmer att tänka på.
Vad gäller beräkning av vågländer på moderkortet måste man ta hänsyn till PCBts dielektriska koefficient.
Eftersom hälften av antenn-strömmarna går genom jordplanet kan det ge EMI-problem för t.ex. lågfrekvent analoga och digitala signaler.
Det är inte ovanligt att man upptäcker sej skapat lokala resonanser för RF i delar av jordplanet som kan ställa till en hel del.
Än värre är dåligt utformat jordplan eller inget egentligt jordplan alls. En balanserat matad dipol kan rädda en del sådan bekymmer.
För att minska många av dessa problemen gör man ofta specifika delar av moderkortets jordplan reserverade för RF genom t.ex. sektionering.
Vilken som är bästa antennplaceringen på ditt PCB går inte avgöra då t.ex. jordplan inte syns och vet inte om det finns lågnivå känsliga signaler som kan reagera på överlagrad RF någonstans på moderkortet men det förefaller finnas dedicerat radio-PCB vilket kan ha fördelar jordningsmässigt. Beroende på längd av jordplan, för bästa effektivitet är det hörnplacerade antenn-PCBt som har bäst förutsättningar om det tunas för denna platsen.
Om det är kort avstånd till din router så spelar inte polarisationen någon som helst roll då totala dipolantennen inte är i fjärrfältet.
Om avståndet är så kort kan man spara sej en del besvär genom att ersätta antennen med ett 50 Ohms motstånd samt en 5 mm lång trådkardel ståendes ovanpå motståndet som antenn. Det kan ge en hyggligt matchad antenn utan oönskade reflektioner på jordplanet om matningspunkten i sej är 50 Ohm och ändå tillräcklig signal för att fungera bra mot din router.
För att mäta impedanserna och utföra evt matchning används vanligen en VNA men ett ytmonterat 0402 motstånd är hyggligt rent resistiv last som är tillräckligt stabil sedd från radion så att en kortare trådstump jämte motståndet mistunar obetydligt. Att använda motstånd underlättar om man inte har tillgång till VNA, ger låga reflektioner och minskar EMI-problem.
En nackdelen är att mesta RF-signalen bränns upp i motståndet men mer signal än nödvändigt kommer inte tillföra något nyttigt.
Re: Bästa placering av MIFA antenner
Tack för svaret !
PCB-korten kommer vara FR4 4 lagerskort och yttre cu-lagren kommer till största delen vara täckta med jordplan.
Lilla kortet är d=1.0 mm och stora d=1.6 mm.
WiFi modulen är Espressif ESP32-C3-MINI-1N, så dom är som dom är med sin MIFA PCB antenn.
PCB korten skall byggas in i en DIN-modul, så att den kan passa i en DIN-skena.
På det lilla uppstickande kortet, så kommer en 4G modul sitta med en RP-SMA kontakt. SMA kontakten ska sticka upp, så att det ska gå att kunna ansluta en extern 4G antenn på DIN modulen. typ på samma ställe där man har knappen på en dvärgbrytare.
4G-modulen är 25x30 mm och upptar ca hälften av det lilla PCB-kortet, men ett ESP kort får plats, även om det blir lite trångt.
På stora kortet kommer det sitta en DC/DC 3.7V och en LDO 3.3V och två reläer.
Det kommer sitta breda skruv-kontaktlister i både övre och undre kanten, så stora kortets hörn är ockuperade. Avståndet till routern, är som det det brukar vara i alla hem,....typ olika, men vi kan anta att den är några meter och signalen alltför ofta är rätt svag.
Jag tänkte till stor del på polarisering när jag ställde frågan och nu förstår jag att polariseringen kan påverkas markant av hur WiFi-modulen förhåller sig till PCB-kortets jordplan. Du svävar på svaren och förklarar allt som kan påverka RF och det är säkert rätt,
men det måste finns någon placering som generellt sätt är bättre att börja med, än att bara låta slumpen avgöra detta.
Du säger att jag ska mäta med "motstånd och VNA" på något som inte existerar och det är inte det lättaste....Det är ju därför jag frågar, för att veta vad som är bästa att börja med... inte vad som är bäst i en färdig produkt, för det vet jag ju bara om jag har gjort något som går att mäta på.
Moment 22.…
Jag funderar på om jag ska lägga ESP32-C3-MINI-1-modulen på lilla eller stora PCB-kortet och överväger de olika för och nackdelarna med detta.
PCB-korten kommer vara FR4 4 lagerskort och yttre cu-lagren kommer till största delen vara täckta med jordplan.
Lilla kortet är d=1.0 mm och stora d=1.6 mm.
WiFi modulen är Espressif ESP32-C3-MINI-1N, så dom är som dom är med sin MIFA PCB antenn.
PCB korten skall byggas in i en DIN-modul, så att den kan passa i en DIN-skena.
På det lilla uppstickande kortet, så kommer en 4G modul sitta med en RP-SMA kontakt. SMA kontakten ska sticka upp, så att det ska gå att kunna ansluta en extern 4G antenn på DIN modulen. typ på samma ställe där man har knappen på en dvärgbrytare.
4G-modulen är 25x30 mm och upptar ca hälften av det lilla PCB-kortet, men ett ESP kort får plats, även om det blir lite trångt.
På stora kortet kommer det sitta en DC/DC 3.7V och en LDO 3.3V och två reläer.
Det kommer sitta breda skruv-kontaktlister i både övre och undre kanten, så stora kortets hörn är ockuperade. Avståndet till routern, är som det det brukar vara i alla hem,....typ olika, men vi kan anta att den är några meter och signalen alltför ofta är rätt svag.
Jag tänkte till stor del på polarisering när jag ställde frågan och nu förstår jag att polariseringen kan påverkas markant av hur WiFi-modulen förhåller sig till PCB-kortets jordplan. Du svävar på svaren och förklarar allt som kan påverka RF och det är säkert rätt,
men det måste finns någon placering som generellt sätt är bättre att börja med, än att bara låta slumpen avgöra detta.
Du säger att jag ska mäta med "motstånd och VNA" på något som inte existerar och det är inte det lättaste....Det är ju därför jag frågar, för att veta vad som är bästa att börja med... inte vad som är bäst i en färdig produkt, för det vet jag ju bara om jag har gjort något som går att mäta på.
Moment 22.…
Jag funderar på om jag ska lägga ESP32-C3-MINI-1-modulen på lilla eller stora PCB-kortet och överväger de olika för och nackdelarna med detta.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Bästa placering av MIFA antenner
Nej jag svävar inte på svaren. Det är definitiva svar.
> nu förstår jag att polariseringen kan påverkas markant av hur WiFi-modulen förhåller sig till PCB-kortets jordplan.
Och i närfält har det marginell betydelse.
>men det måste finns någon placering som generellt sätt är bättre att börja med, än att bara låta slumpen avgöra detta.
Självklart gör det det men det finns inte tillräckligt med information för att ge svaret.
Jag gav dej några av de överväganden jag gör vid liknande fall.
Är EMI viktig eller kan ställa till med problem. Ska den certifieras? Vill man att anslutande kablar ska påverka radio-funktion eller måste bygget vara robust och stabilt repeterbart i sin prestanda vad gäller tillåten och icke tillåten utstrålning.
>Du säger att jag ska mäta med "motstånd och VNA" på något som inte existerar och det är inte det lättaste
Nej det gjorde jag inte. VNA är basverktyg när man jobbar med RF och komplexa impedanser. Utan VNA är precis som att bygga ficklampa och inte ha en multimeter att mäta att det fungerar, laddar strömförbrukning mm. Man är lika blind utan VNA för RF.
Hobbyisster köper färdiga lösningar radio och antenn och hoppas på det bästa utan att mäta och när man får EMI -problem eller oväntat kort räckvidd onormalt varmt RF-chip är man i avsaknad av möjlighet att mäta vad som är fel.
Det som du säjer inte existerar är tre saker: radion och matcnings-komponenterna och antennen på ESP-pcbt, De existera i högsta grad och är avgörande komponenter.
Antenn-mönstret är bara halva antennen så man mäter som till en regel relativt en jordpunkt mha av en inlödd pigtail.
Motståndet jag nämnde i ovan inlägg är inte för mätandets skull utan för att med större sannolikhet ge en stabil impedans för slutprodukten om man saknar mätmöjlighet och som du skrev så var det nära till routern så maximerad antennprestanda var mindre viktigt.
Du har köpt ESP-chip på PCB med integrerad antenn. Det gör jag också ibland. Det första jag gör är att kontrollmäta antenn-matchningen som nästan alltid är undermålig för PCB-antenn i "free space" och än sämre när den placeras med andra komponenter men det är normalt att det inte stämmer och är inte nödvändigtvis dålig kvalitet om det inte är tokfel matchning eller ovanligt usel antenn-design.
Som minst sitter det en kondensator i serie med RF-utgången på ESP-chippet och det kan förväntas vara några pF men det har hänt mej att det varit 100nF. Man är inte så noga vad man stoppar dit och det verkar fungera 5-10m i free space så det hänger man inte upp sej på att man tar de kondensatorerna man har tillgängliga vid tillverkningen.
De vet naturligtvis inte heller hur antennen och jordplan är utformade i slutprodukten. Allt som finns i närheten av antenn-delen påverkar impedansen, moder-PCB, plasten i apparathöljet och om det kommer en hand i närheten syns väl med VNA.
För bra matchning anpassar man antennen utformning och/eller justerar med impedansmatchnde komponenter för att optimera för just dina driftsomständigheter.
Det kan mycket väl vara tillräckligt bra matchning i den befintliga produkten, det fungerar någorlunda trots att halva antennen (ditt moderPCB) ges en impedans som kineserna som matchat antenn och komponenter inte kan förutsäga.
Det de brukar göra är att ge ESP32-pcbt en antagen matchning som ska vara "lagom bra" för att inte bli helt fel i en okänd omgivning. Inte bra men inte heller helt kass.
Det är som till en regel inga större problem att genom att bara justera befintliga komponentvärden väsentligt öka radio-räckvidd samtidigt som strömförbrukningen kan minskas och minskar samtidigt interna störningar på eget kretskort. Misstunad antenn ger reflekterande strömmar in på kretskortet som smittar andra signaler och så småningom blir värme i någon krets.
Det är inga stora värmemängder men kostar batteri att skapa förlustströmmar.
Tunad antenn å andra sidan med design som ger hög effektivitet gör att större andel RF-signal lämnar kretskortet och far ut i omgivningen utan att skapa nämnvärda lokala förluster och utan förluster blir det inte heller något som stör egna kretsar.
Är hög effektivitet och lång räckvidd viktiga faktorer så undkommer man inte att kunna mäta och justera.
Är du hobbyist som bygger enstaka prylar för eget bruk men inte vill lära dej något om RF så är det ok men du får finna dej i att du inte kan mäta/felsöka eller tuna en antenn till resonans och det är rätt ok om du bara får hälften så lång räckvidd jämfört med mer välbyggd antennmatchning.
Vill du lära dej att mäta impedanser på dessa frekvenser är VNA nödvändig. Det går iofs mäta med VSWR-mätare och oändligt tålamod för att få fram impedanser men det är mer en teoretisk övning,
En enklare VNA kostar inte mer än en multimeter men som med alla instrument krävs viss kunskap hur man hanterar och tolkar resultat.
Ett ESP-pcb med färdig antenn är bra som övningsexempel att lära sej mäta på.
VNA för tusenlappen kan givetvis inte mäta sej med proffsinstrument men duger bra för enklare jobb som detta är,
Studera hur de elektriska fälten, dvs polarisationen är orienterad i närfält kring en dipol i nedan bild. Det är som synes inte elektriska linjer som står i raka rader som sjövass men de omformas med avståndet till att bli allt mer linjära och/eller cirkulära i polarisationen.
Du har fått generalplan råd vilken placering av antenn som jag anser bäst ur olika aspekter. Det är grova antaganden då man inte mätt antenn-situationen ens med förväntad plast kapsling på plats, eventuella väggar och händer som man evt vill ska inkluderas i totala mätningen vad gäller antennen impedans. Är det verkligen trångt om utrymme med saker nära antenen så lär det bli stor påverkan på antennens impedans så att den blir misstunad och ineffektiv.
Utan mätningar får du försöka göra egna genomtänkta antaganden eller testa i praktiken trial/error om det går mha lite slump hitta en situation som passar och även ger vettig antenn-matchning. Mät DC-ström vid sändning, mät räckvidd med en välgjord halvvågs dipol och en VNA eller SDR för de olika driftsfallen.
Vill du veta i förväg vilket resultat som kan förväntas utan att göra antaganden så går det men då måste du mata in alla fysikaliska parametrar för samtlig delar i närfältet i simulator-programvara såsom Ansys. Med samtliga menas varje trådstump, typ av plast i höljet alla komponenter skärmklåpor och gerber-filer för alla PCB.
Sådan programvara har hög inlärningströskel men när man lärt sej så lär man sej hur pass exakt man måste vara för att kunna få meningsfulla resultat.
Vad gäller mätningar i fjärrfält på öppet fält mha VNA eller SDR eller annan scanner så visar mätdipolen tydligt vilken polarisation som dominerar.
Det är givetvis så att din antenn där jordplanet ingår inte har en ren linjär polarisation utan det kommer ingå en andel cirkulärpolarisation åt något håll och linjära delen kommer inte nödvändigtvis vara exakt horisontal eller vertikal, Vill du ha en väl definierad polarisation är det enklast att ersätta befintliga antennen på ESP-pcbt med en dipol. Det är inga större problem att tillverka en sådan antenn, antingen som PCB-mönster eller som ståltrådar som löds in på existerande kretskortet. En VNA krävs dock för att kunna matcha antennens impedans med impedansen från ESP32 som med stor sannolikhet avviker betydligt från 50 Ohm rent resistivt. Räkna med mätvärde typ 30-j10 Ohm och för att krångla till det lite är impedansen olika beroende på om mottagaren är aktive eller om sändaren är aktiv. och som växlar några gånger per sekund om man inte programmerar ESP-kretsen till att stå stabil i sänd eller mottagarläge.
> nu förstår jag att polariseringen kan påverkas markant av hur WiFi-modulen förhåller sig till PCB-kortets jordplan.
Och i närfält har det marginell betydelse.
>men det måste finns någon placering som generellt sätt är bättre att börja med, än att bara låta slumpen avgöra detta.
Självklart gör det det men det finns inte tillräckligt med information för att ge svaret.
Jag gav dej några av de överväganden jag gör vid liknande fall.
Är EMI viktig eller kan ställa till med problem. Ska den certifieras? Vill man att anslutande kablar ska påverka radio-funktion eller måste bygget vara robust och stabilt repeterbart i sin prestanda vad gäller tillåten och icke tillåten utstrålning.
>Du säger att jag ska mäta med "motstånd och VNA" på något som inte existerar och det är inte det lättaste
Nej det gjorde jag inte. VNA är basverktyg när man jobbar med RF och komplexa impedanser. Utan VNA är precis som att bygga ficklampa och inte ha en multimeter att mäta att det fungerar, laddar strömförbrukning mm. Man är lika blind utan VNA för RF.
Hobbyisster köper färdiga lösningar radio och antenn och hoppas på det bästa utan att mäta och när man får EMI -problem eller oväntat kort räckvidd onormalt varmt RF-chip är man i avsaknad av möjlighet att mäta vad som är fel.
Det som du säjer inte existerar är tre saker: radion och matcnings-komponenterna och antennen på ESP-pcbt, De existera i högsta grad och är avgörande komponenter.
Antenn-mönstret är bara halva antennen så man mäter som till en regel relativt en jordpunkt mha av en inlödd pigtail.
Motståndet jag nämnde i ovan inlägg är inte för mätandets skull utan för att med större sannolikhet ge en stabil impedans för slutprodukten om man saknar mätmöjlighet och som du skrev så var det nära till routern så maximerad antennprestanda var mindre viktigt.
Du har köpt ESP-chip på PCB med integrerad antenn. Det gör jag också ibland. Det första jag gör är att kontrollmäta antenn-matchningen som nästan alltid är undermålig för PCB-antenn i "free space" och än sämre när den placeras med andra komponenter men det är normalt att det inte stämmer och är inte nödvändigtvis dålig kvalitet om det inte är tokfel matchning eller ovanligt usel antenn-design.
Som minst sitter det en kondensator i serie med RF-utgången på ESP-chippet och det kan förväntas vara några pF men det har hänt mej att det varit 100nF. Man är inte så noga vad man stoppar dit och det verkar fungera 5-10m i free space så det hänger man inte upp sej på att man tar de kondensatorerna man har tillgängliga vid tillverkningen.
De vet naturligtvis inte heller hur antennen och jordplan är utformade i slutprodukten. Allt som finns i närheten av antenn-delen påverkar impedansen, moder-PCB, plasten i apparathöljet och om det kommer en hand i närheten syns väl med VNA.
För bra matchning anpassar man antennen utformning och/eller justerar med impedansmatchnde komponenter för att optimera för just dina driftsomständigheter.
Det kan mycket väl vara tillräckligt bra matchning i den befintliga produkten, det fungerar någorlunda trots att halva antennen (ditt moderPCB) ges en impedans som kineserna som matchat antenn och komponenter inte kan förutsäga.
Det de brukar göra är att ge ESP32-pcbt en antagen matchning som ska vara "lagom bra" för att inte bli helt fel i en okänd omgivning. Inte bra men inte heller helt kass.
Det är som till en regel inga större problem att genom att bara justera befintliga komponentvärden väsentligt öka radio-räckvidd samtidigt som strömförbrukningen kan minskas och minskar samtidigt interna störningar på eget kretskort. Misstunad antenn ger reflekterande strömmar in på kretskortet som smittar andra signaler och så småningom blir värme i någon krets.
Det är inga stora värmemängder men kostar batteri att skapa förlustströmmar.
Tunad antenn å andra sidan med design som ger hög effektivitet gör att större andel RF-signal lämnar kretskortet och far ut i omgivningen utan att skapa nämnvärda lokala förluster och utan förluster blir det inte heller något som stör egna kretsar.
Är hög effektivitet och lång räckvidd viktiga faktorer så undkommer man inte att kunna mäta och justera.
Är du hobbyist som bygger enstaka prylar för eget bruk men inte vill lära dej något om RF så är det ok men du får finna dej i att du inte kan mäta/felsöka eller tuna en antenn till resonans och det är rätt ok om du bara får hälften så lång räckvidd jämfört med mer välbyggd antennmatchning.
Vill du lära dej att mäta impedanser på dessa frekvenser är VNA nödvändig. Det går iofs mäta med VSWR-mätare och oändligt tålamod för att få fram impedanser men det är mer en teoretisk övning,
En enklare VNA kostar inte mer än en multimeter men som med alla instrument krävs viss kunskap hur man hanterar och tolkar resultat.
Ett ESP-pcb med färdig antenn är bra som övningsexempel att lära sej mäta på.
VNA för tusenlappen kan givetvis inte mäta sej med proffsinstrument men duger bra för enklare jobb som detta är,
Studera hur de elektriska fälten, dvs polarisationen är orienterad i närfält kring en dipol i nedan bild. Det är som synes inte elektriska linjer som står i raka rader som sjövass men de omformas med avståndet till att bli allt mer linjära och/eller cirkulära i polarisationen.
Du har fått generalplan råd vilken placering av antenn som jag anser bäst ur olika aspekter. Det är grova antaganden då man inte mätt antenn-situationen ens med förväntad plast kapsling på plats, eventuella väggar och händer som man evt vill ska inkluderas i totala mätningen vad gäller antennen impedans. Är det verkligen trångt om utrymme med saker nära antenen så lär det bli stor påverkan på antennens impedans så att den blir misstunad och ineffektiv.
Utan mätningar får du försöka göra egna genomtänkta antaganden eller testa i praktiken trial/error om det går mha lite slump hitta en situation som passar och även ger vettig antenn-matchning. Mät DC-ström vid sändning, mät räckvidd med en välgjord halvvågs dipol och en VNA eller SDR för de olika driftsfallen.
Vill du veta i förväg vilket resultat som kan förväntas utan att göra antaganden så går det men då måste du mata in alla fysikaliska parametrar för samtlig delar i närfältet i simulator-programvara såsom Ansys. Med samtliga menas varje trådstump, typ av plast i höljet alla komponenter skärmklåpor och gerber-filer för alla PCB.
Sådan programvara har hög inlärningströskel men när man lärt sej så lär man sej hur pass exakt man måste vara för att kunna få meningsfulla resultat.
Vad gäller mätningar i fjärrfält på öppet fält mha VNA eller SDR eller annan scanner så visar mätdipolen tydligt vilken polarisation som dominerar.
Det är givetvis så att din antenn där jordplanet ingår inte har en ren linjär polarisation utan det kommer ingå en andel cirkulärpolarisation åt något håll och linjära delen kommer inte nödvändigtvis vara exakt horisontal eller vertikal, Vill du ha en väl definierad polarisation är det enklast att ersätta befintliga antennen på ESP-pcbt med en dipol. Det är inga större problem att tillverka en sådan antenn, antingen som PCB-mönster eller som ståltrådar som löds in på existerande kretskortet. En VNA krävs dock för att kunna matcha antennens impedans med impedansen från ESP32 som med stor sannolikhet avviker betydligt från 50 Ohm rent resistivt. Räkna med mätvärde typ 30-j10 Ohm och för att krångla till det lite är impedansen olika beroende på om mottagaren är aktive eller om sändaren är aktiv. och som växlar några gånger per sekund om man inte programmerar ESP-kretsen till att stå stabil i sänd eller mottagarläge.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Bästa placering av MIFA antenner
Min grundfråga var hur jag skulle placera ESP-modulen på ett bra sätt.
Jag är inte ute efter att få någon garanti eller lösning på den absolut längsta räckvidden, med den bästa mottagning och med en perfekt matchad antenn,
då jag just nu varken har tiden eller budget för att uppnå detta utan jag ser det mer som suboptimering eller en vidareutveckling av produkten i ett betydligt senare skede.
Att få maximal räckvidd är INTE avgörande på något sätt.
Jag förstår att det finns många saker som påverkar signalerna, men någon stans måste man börja.
I det bästa av alla världar, så skulle man vilja ha tillgång till simuleringsverktyg och kunskap hur dessa hanteras,
men dessa verktyg är så dyra att det kommer inte vara aktuellt under överskådlig tid.
Även om man hade ett simuleringsverktyg, så måste man även där börja någonstans.
Med en god kunskap, erfarenhet och fingertoppskänsla, så borde det gå att säga att sannolikt är detta, en bra eller dålig placeringen av ESP-kortet.
Jag kan där emot förstå att man kanske inte kan säga vilken som slutligen ÄR den bästa placeringen, förrän man byggt och testat produkten i sin helhet.
Denna enhet ska på sikt bli en produkt som ska CE-certifieras och vara UL "kompatibel" (på lite längre sikt vara UL-certifierad), men nu ska jag bara bygga några enheter för utvärdering av mjukvarufunktioner, snarare än hårdvarans WiFi-radioräckvidd.
Jag är inte ute efter att få någon garanti eller lösning på den absolut längsta räckvidden, med den bästa mottagning och med en perfekt matchad antenn,
då jag just nu varken har tiden eller budget för att uppnå detta utan jag ser det mer som suboptimering eller en vidareutveckling av produkten i ett betydligt senare skede.
Att få maximal räckvidd är INTE avgörande på något sätt.
Jag förstår att det finns många saker som påverkar signalerna, men någon stans måste man börja.
I det bästa av alla världar, så skulle man vilja ha tillgång till simuleringsverktyg och kunskap hur dessa hanteras,
men dessa verktyg är så dyra att det kommer inte vara aktuellt under överskådlig tid.
Även om man hade ett simuleringsverktyg, så måste man även där börja någonstans.
Med en god kunskap, erfarenhet och fingertoppskänsla, så borde det gå att säga att sannolikt är detta, en bra eller dålig placeringen av ESP-kortet.
Jag kan där emot förstå att man kanske inte kan säga vilken som slutligen ÄR den bästa placeringen, förrän man byggt och testat produkten i sin helhet.
Denna enhet ska på sikt bli en produkt som ska CE-certifieras och vara UL "kompatibel" (på lite längre sikt vara UL-certifierad), men nu ska jag bara bygga några enheter för utvärdering av mjukvarufunktioner, snarare än hårdvarans WiFi-radioräckvidd.
-
Klas-Kenny
- Inlägg: 12002
- Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
- Ort: Växjö/Alvesta
Re: Bästa placering av MIFA antenner
Det låter som att du har väldigt goda marginaler.Antag att stora PCB-kortet sitter platt mot väggen och på motsatta väggen, så står min hemma WiFi-router på ett bord med vertikala pin-antenner.
Så jag skulle säga att om du nu inte måste optimera för den sakens skull, så lär det fungera hur du än gör.
Re: Bästa placering av MIFA antenner
Det tror jag också, men man behöver ju inte göra det sämre än nödvändigt 
Jag exemplifierade detta med "väggen", för att förstå hur polariseringen av radiovågorna är i förhållande till routerns antenn, snarare än avståndet...
Jag exemplifierade detta med "väggen", för att förstå hur polariseringen av radiovågorna är i förhållande till routerns antenn, snarare än avståndet...Re: Bästa placering av MIFA antenner
Kan inte mycket om detta men sprang på en kort artikel.
https://hackaday.io/project/27133-samsu ... rientation
https://hackaday.io/project/27133-samsu ... rientation
Re: Bästa placering av MIFA antenner
Tackar ! Jag hade redan sett denna och den pekar mer på riktning och inte på polariseringen, som också är viktigt för bra räckvidd.hawkan skrev: ↑19 januari 2026, 17:42:19 Kan inte mycket om detta men sprang på en kort artikel.
https://hackaday.io/project/27133-samsu ... rientation
Den ger i alla fall en konkret fingervisning, hur man kan börja för att göra sin design...
Re: Bästa placering av MIFA antenner
Det enkla svaret och det korrekta och tråkiga svaret ovan är att det spelar inte så stor roll hur du placerar antennen, det blir fel iaf! 
Trist, men det brukar bli så har det visat sig... Det är mycket reflektioner och okända saker i systemet som påverkar väldigt mycket. Man ser det när man mäter upp liknande system i en radiomätkammare. Det som är bra är att det fungerar normalt bra ändå tack vara alla reflektioner och en tillräckligt bra länkbudget i verkligheten.
Fullösningen jag använder ibland är att vrida ena antennen 45 grader, då fungerar det lika illa för både H/V polarisation. De 3dB man tappar är ofta inga problem. Det andra sättet är att använda sig av cirkulär polarisation på den ena sidan. Båda dessa fungerar ganska bra under förutsättning att man har en reflektionsfri omgivning vilket du inte har, vilket gör det hela besvärligt igen.
Om du har en radiolösning som har stöd för beamforming brukar det lösa en del av problematiken.
Vad som brukar vara viktigt enligt min erfarenhet är att se till att det inte finns lokala störningar som stör Rx prestandan samt att det inte finns metall eller plaststrukturer nära antennen som gör att den blir detuned. Val av plastmaterial runt omkring antennen kan vara mycket viktigt.
VNA är ett bra hjälpmedel, men jag skulle vilja slå ett slag för att mäta upp strålningsdiagrammet i en heldämpad kammare då den informationen inte finns med från VNA.
Och som alltid, leksaker för stora pojkar kostar stora pengar.
Trist, men det brukar bli så har det visat sig... Det är mycket reflektioner och okända saker i systemet som påverkar väldigt mycket. Man ser det när man mäter upp liknande system i en radiomätkammare. Det som är bra är att det fungerar normalt bra ändå tack vara alla reflektioner och en tillräckligt bra länkbudget i verkligheten.Fullösningen jag använder ibland är att vrida ena antennen 45 grader, då fungerar det lika illa för både H/V polarisation. De 3dB man tappar är ofta inga problem. Det andra sättet är att använda sig av cirkulär polarisation på den ena sidan. Båda dessa fungerar ganska bra under förutsättning att man har en reflektionsfri omgivning vilket du inte har, vilket gör det hela besvärligt igen.
Om du har en radiolösning som har stöd för beamforming brukar det lösa en del av problematiken.
Vad som brukar vara viktigt enligt min erfarenhet är att se till att det inte finns lokala störningar som stör Rx prestandan samt att det inte finns metall eller plaststrukturer nära antennen som gör att den blir detuned. Val av plastmaterial runt omkring antennen kan vara mycket viktigt.
VNA är ett bra hjälpmedel, men jag skulle vilja slå ett slag för att mäta upp strålningsdiagrammet i en heldämpad kammare då den informationen inte finns med från VNA.
Och som alltid, leksaker för stora pojkar kostar stora pengar.
Re: Bästa placering av MIFA antenner
gkar skrev: ↑20 januari 2026, 00:35:18 Det enkla svaret och det korrekta och tråkiga svaret ovan är att det spelar inte så stor roll hur du placerar antennen, det blir fel iaf!
Fullösningen jag använder ibland är att vrida ena antennen 45 grader, då fungerar det lika illa för både H/V polarisation. De 3dB man tappar är ofta inga problem. Det andra sättet är att använda sig av cirkulär polarisation på den ena sidan. Båda dessa fungerar ganska bra under förutsättning att man har en reflektionsfri omgivning vilket du inte har, vilket gör det hela besvärligt igen.
Om du har en radiolösning som har stöd för beamforming brukar det lösa en del av problematiken.
Vad som brukar vara viktigt enligt min erfarenhet är att se till att det inte finns lokala störningar som stör Rx prestandan samt att det inte finns metall eller plaststrukturer nära antennen som gör att den blir detuned. Val av plastmaterial runt omkring antennen kan vara mycket viktigt.
VNA är ett bra hjälpmedel, men jag skulle vilja slå ett slag för att mäta upp strålningsdiagrammet i en heldämpad kammare då den informationen inte finns med från VNA.
Och som alltid, leksaker för stora pojkar kostar stora pengar.
Tackar för svaret ! ...och tydligheten i att det ändå alltid blir fel
Jag hade lite funderingar på att vrida antennen för 45 grader som du nämnde, men numera har ju WiFi-routrar massa antenner som man vrider lite kort och tvärs, så jag hoppar över denna tanke. Det blir ju i alla fall alltid fel, men tillräckligt bra för att det oftast ska fungera tillfresställande. Jag ska ha i åtanke med att störa Rx så lite som möjligt. T.ex i botten på dessa DIN-lådor sitter det alltid en DIN skena av kolstål, så den ska man hålla antennen borta ifrån. De plaster som jag funderar på är PC (alt ABS med flamskydd) för att kunna få den UL-certifierad. Formgjutna plastlådor brukar tyvärr vara ca 2 mm tjocka och jag vet inte hur mycket problem detta kan orsaka. Jag skulle helst vilja ha ESP-modulen på stora PCB-kortet, för att minimera antal förbindelser mellan korten till alla IO-pinnar, men jag tror att det ur rf-synpunkt blir bättre att sätta ESP-kortet på lilla PCB-kortet. Ungefär som det är på bilden.
