Cami Can Calders, 8 2º-2ª | 08173 Sant Cugat del Valles info@bmotes.com 932504996

WhatsBee blog

Ajustar la impedancia de la antena, primer intento.

*** DISCLAIMER ***

Lo primero de todo, me gustaría explicar que no soy especialista en RF, lo que escribo a continuación es el fruto de mis experiencias, de mi intuición, de lo que estudié en su día sobre el tema, de lo que he leído en Internet y de las experiencias de otras personas. Pretendo ayudar al que como yo lo intente si muchos medios, pero no prometo nada, ni tan solo que la información de este post sea correcta.

*** FIN DEL DISCLAIMER ***

Os hablaba en un post anterior de la importancia de la pequeña parte de radiofrecuencia que incluye la placa, al final es prácticamente una única pista que une el modulo Sigfox con la antena (en nuestro caso pretendo usar una Spring antenna que es bastante compacta.

Se supone que el módulo tiene una impedancia de salida de 50 ohm, es característica y no podemos hacer nada por cambiarla (ni queremos). La señal de antena debería de viajar por una pista en el circuito con una impedancia de 50 ohm para que exista la máxima transferencia de energía a la antena. Hay toda una serie de personas que indican que no es crítica la impedancia de la pista si la relación entre su longitud y la longitud de onda de la frecuencia no supera un determinado valor, La gran pregunta es:  si es sencillo de calcular y al final es una cuestión relacionada con el ancho de la pista y las separaciones al plano de masa, ¿porqué no hacer la pista con la impedancia que necesitamos? (hablo de ello en alguno de los posts anteriores).

Finalmente la antena, la antena que compramos, en función de sus características físicas tiene una impedancia característica a una frecuencia determinada. Lo primero que pensamos es que si compramos una antena de 868 MHz y 50 ohm ya lo tenemos todo resuelto, tenemos la salida del módulo a 50 ohm, el pista hacia la antena y una antena que hemos comprado que tiene una impedancia de 50 ohm a la frecuencia de trabajo.

En un escenario ideal sería así, pero en el escenario real se aleja, especialmente con el tipo de antena que hemos elegido. Técnicamente el plano de masa de la placa forma parte de la antena, cualquier objeto cercano a la antena altera la frecuencia de resonancia, intuitivamente yo pensaba que los materiales no metálicos no afectaban, pero resulta que sí. Es muy difícil de calcular en que medida afecta todo esto a la impedancia y a la frecuencia de resonancia de la antena.

Como norma general el meter una antena en una caja de plástico reduce su frecuencia de resonancia, es equivalente a hacer más larga la antena, por lo que se podría ajustar cortándola. Como desde el punto de vista de la industrialización es complicado cortar todas las antenas de todos los equipos, generalmente se opta por poner una red de componentes pasivos que se llama matching network o transformador de impedancias.

Para calcular los componentes de la matching network hace falta conocer la impedancia de la antena en sus condiciones de funcionamiento, y esto se hace con un VNA (Vector Network Analyser) y un gráfico Smith chart y unos procedimientos ampliamente documentados. Siguiendo un método poco científico pongo en Ebay “Vector Network Analyser” y veo que está claramente fuera de mis posibilidades.

 Pues, llegados a este punto vamos a utilizar la intuición.

Si lo que buscamos es el ajuste de impedancia para conseguir la máxima potencia transmitida y sabemos que tenemos que cortar la antena, vamos a probar de añadir un condensador en serie que debería de crear el mismo efecto. Compro condensadores 0604 de varias capacidades, monto el SDR de Sigfox en una posición fija, el dispositivo en otra y voy enviando paquetes, anotando la potencia que llega, cambiando el condensador y vuelta a empezar. Consigo mejorar 4 dB con un condensador de 82pF, sigo probando, vuelvo a los 82 pF pero ya no veo la mejora. Las lecturas son diferentes, pero no hay demasiada coherencia, hay que probar otro sistema.

Dejar un comentario