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Segundo intento, Generador de ruido, sdr dongle y directional coupler

Este es mi segundo intento de caracterizar la antena aunque solo sea de forma aproximada. En vista de que con el método intuitivo no conseguí resultados concluyentes me dispongo a buscar la forma de analizar el VSWR de la antena en función de la frecuencia. Tampoco es el método más ortodoxo, pero me permitirá incrementar un poco la potencia radiada.

La teoría dice que la máxima transferencia de potencia se produce cuando las impedancias del generados, las de la línea y las del receptor son la misma, 50 ohms puramente resistivos en el caso más frecuente de la RF, (también 75 ohm es una impedancia frecuente, pero no es nuestro caso).

Nosotros tenemos un circuito en el que el fabricante del módulo de RF nos dice que está ajustado a 50 ohms, para la pista que va hacia la antena hemos ajustado a 50 ohms utilizando unas medidas y unas separaciones concretas al plano de masa y una antena que, según el fabricante viene ajustada a 50 ohms pero que sabemos que su impedancia puede verse alterada por los elementos próximos, el plano de tierra de la placa, la carcasa, la pila, etc. Lo que queremos calcular es el valor de los componentes a insertar en la línea de la antena para que esta tenga 50 ohms y, por lo tanto la transferencia de potencia sea máxima.

La pregunta es: ¿y dónde se va la potencia cuando alguno de estos elementos no tiene la impedancia correcta?. Supongo que además de otras cosas (emisión de radiaciones, disipación en forma de calor, etc) la potencia se refleja en la antena. Eso provoca dos problemas: toda la potencia que se refleja no se emite y, probablemente se disipe en forma de calor en el módulo de RF. Necesitaremos más potencia para radiar la misma, consumiremos más batería, crearemos más interferencias, etc.

Según la Wikipedia:  VSWR son las siglas en inglés de Voltage Standing Wave Ratio, el cual se refiere específicamente al comportamiento del voltaje (mínimos y máximos) en un fenómeno de onda estacionaria entre una linea de transmisión y su carga en el extremo. Se denomina en español Relación de Onda Estacionaria ROE, y está implícito que se trata de la relación (razón geométrica) entre el voltaje máximo y el voltaje mínimo existente.

Este parámetro es usado en lineas de transmisión de potencia de baja frecuencia y es muy común en radiofrecuencia. Se emplea en muchos otros casos para significar el mismo fenómeno el término Pérdida de Retorno, aunque cuantitativamente sea distinto.

Es decir, si analizamos el comportamiento del VSWR en función de la frecuencia lo que buscamos es que el valor sea el mínimo para la frecuencia a la que queremos funcionar. En el gráfico de este artículo se ve claramente cual es el punto. Este punto es la frecuencia de resonancia de la antena y, habitualmente no coincide con el de la frecuencia que utilizamos, la idea es insertar unos componentes para desplazarlo a la frecuencia que nos interesa.

Soy consciente de que, como método, no es el más deseable, podemos hacer resonar la antena en el punto que nos interesa, pero este no es el punto de máxima transferencia a la antena, la impedancia de la antena tiene un componente inductivo y otro resistivo y este método solo nos permite analizar uno de ellos.

El montaje lo podéis ver aquí; https://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-tutorial-measuring-filter-characteristics-and-antenna-vswr-with-an-rtl-sdr-and-noise-source/,  la idea es que usamos un generador de ruido para emitir en todas las frecuencias, un directional coupler para medir solo la potencia reflejada y un USB stick de los de ver la tele que lleva un chipset concreto y nos permite emular con un SW un analizador de espectro, a la entrada de RF del USB ponemos la salida del directional coupler y somos capaces de ver la frecuencia de resonancia de la antena.

Sobre el papel está muy bien, pero no lo he conseguido. El generador de ruido se calienta mucho, tiene un comportamiento errático, no consigo ver la frecuencia de resonancia, en definitiva, supongo que es un buen método, pero que algo está fallando. Lo descarto también.

 

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