Como ya habréis supuesto mi idea es acercarnos a la máxima transferencia de la antena sin disponer del instrumental necesario porque cuesta miles de €. Llegados a este punto he intentado alquilarlo (unos 50€/día, pero con un mínimo de 4 semanas) y he intentado llamar a una universidad que tenía un servicio dirigido a empresas (entre 800 y 1200€ es el coste de caracterizar la antena y calcular los componentes del filtro).
En el camino he encontrado un producto que tiene un coste de unos 150€, el RF Vector impedance analizer. No es un VNA (Vector Network Analizer) que es lo que necesitaríamos, porque no es capaz de medir la fase, pero ya se acerca un poco más a lo que necesitamos.
Después de recibirlo lo pruebo con unas antenas que tenía sueltas, veo perfectamente la frecuencia de resonancia y lo cerca o lejos que está de la frecuencia que quiero utilizar (868,130 Mhz), la verdad es que me llevo grandes sorpresas con algunas antenas que tenía y que había comprado para unas frecuencias determinadas.
Como mi intención es medir la antena dentro del envolvente cojo una placa que tengo montada pero sin módulo y le sueldo un latiguillo a la pista de RF. Previamente he calibrado el analizador con el latiguillo, es un proceso bastante sencillo, que consiste en poner el cable en abierto, cortocircuitado y con una carga ideal de 50 ohms.
Primero de todo analizamos el circuito sin la carcasa superior y vemos que la frecuencia de resonancia de la antena está por encima de la frecuencia de resonancia que buscamos. Son buenas noticias, porque normalmente el efecto de la carcasa es reducir la frecuencia de resonancia, por lo que podemos suponer que mejoraremos solo por el hecho de poner la carcasa.
He de decir que la curva es bastante estable, cambia (evidentemente) cuando acercas la mano al equipo, pero solo a una distancia cercana. Como con la RF no se sabe he probado en diferentes ubicaciones y el resultado es siempre el mismo.
Una vez puesta la carcasa vemos como efectivamente la frecuencia de resonancia de la antena se ha reducido, poniéndonos más cerca del objetivo, que es la parte baja de la curva. Nuestra frecuencia es fija (la de Sigfox en este caso), por lo que tenemos que añadir los componentes necesarios en la línea de RF para conseguir mover la curva al punto que nos interesa.
Si miramos la impedancia a la frecuencia que queremos los valores son 23,48 +j22.07 ohm. Si la impedancia tiene una pare compleja.
Para saber los componentes que tenemos que incluir en la línea de RF tenemos que usar el Smith chart.
No es mi objetivo aquí explicar como funciona, pero hay algún video en Youtube que lo explica de forma sencilla. Básicamente el plano representa la impedancia (compleja) de la carga. El centro es el objetivo y representa una carga pura resistiva de 50 ohms. Para desplazar la impedancia de la antena hacia los 50 ohm ponemos componentes en serie y en paralelo (las líneas verdes con rallas.
En este caso necesitaremos una bobina de 8,20 nH en paralelo y un condensador de 4,30pF en serie.
El programa que hemos utilizado es gratuito y se llama Iowa Hills Smith Chart ver 3.0
Bueno, pues parece que ya tenemos una primera aproximación, voy a poner los componentes y a medir de nuevo a ver que pasa.