Передатчик на 433 МГц, чип антенна, передатчик 10 dBm. Какую дальность можно получить в условиях квартиры?

Question

[Jimage]

Доброго времени суток! Подскажите пожалуйста, совсем уже запарился с этими вопросами.
Никогда раньше не делал РЧ схемы, только пользовался готовыми модулями.
Итак, задача:
а. передатчик cc1110:
мощность 10 dBm;
заявленная чувствительность приемника -95 dBm в интересующем меня режиме;
б. частота работы - 433 МГц (четверть длины волны - 17,2 см);
в. размеры платы - не более 15мм х 60мм;
г. хочу использовать чип антенну;
д. антенна должна быть ненаправленная.

Почитал и посмотрел это: азы-видео, документация на разные антенны - тут, кстати, с чип антеннами связываться не рекомендуют, объяснение базовых характеристик антенн.

1. На какую дальность связи можно рассчитывать в условиях квартиры и двухэтажного дома?
2. Я правильно понял, что длина платы должна быть достаточно большой как бы в противовес антенне как вот в этой спецификации? И что для такой маленькой платы лучше выбрать частоты повыше?

Уже за то, что это дочитали - спасибо!

Answer 1

[alexpic]

1. На какую дальность связи можно рассчитывать в условиях квартиры и двухэтажного дома?

Чип-антенны имеют низкую эффективность и высокую добротность. На открытой местности дальность будет метров 200-300, если вы правильно согласуете антенну с выходом трансивера. Имейте в виду, что на |S11| чип-антенны сильно влияют расположенные рядом предметы. Если возьмете девайс в руку, то минимум КСВ будет плавать по частоте. С этой точки зрения PCB антенны или обычный штырь гораздо лучше.
Можете попробовать впихнуть в конструкцию спиральну (helix) антенну. За основу возьмите AppNote от TI, ссылку на который вы дали в вопросе.
Если нет измерительных приборов (векторного анализатора или хотя бы КСВ-метра), то добиться хороших результатов будет не просто. Придется эмпирически настраивать.

Я правильно понял, что длина платы должна быть достаточно большой как бы в противовес антенне как вот в этой

Правильно. Для чип-антенны может потребоваться специальная конфигурация полигона в месте подключения фидера. Но это обычно пишут в даташитах.

Comments

[Jimage]

Большое Спасибо!
За это время я уже успел заказать плату в ITEAD Studio и закупиться чип антеннами. Выбрал частотный диапазон в 868 МГц. Сейчас распаиваю)
Успел возникнуть еще пара вопросов.
1. Параллельно плате расположен один гальванический элемент типа АА (он питает схему через повышающий преобразователь). Я понимаю, что он может достаточно сильно повлиять на параметры дальность передачи, только мне интересно насколько? Непосредственно под антенной этого элемента нет, он расположен под всей остальной платой с полигоном земли. Меня интересует теория. Ослабление ожидается на порядок? на 10-30%? Или оно будет пренебрежимо мало?
Измерительного оборудования нет и эмпирически настраивать очень затруднительно, ведь придется заказывать новые платы)
2. Из всего, что я успел прочитать, я понял, что форма антенны только определяет направление распространения волны. Насколько антенна эффективна (процент энергии идущий в радиоэфир) определяется качеством согласования антенны (как в обычной электронике, когда занимаешься согласованием по импедансу). Так что мне непонятно, почему у чипантенны должна быть ниже эффективность, чем у любой другой 1/4 волновой антенны. Так что вы имели в виду под низкой эффективностью, кроме влияния предметов поблизости?
3. Посоветуйте, пожалуйста, вменяемую литературу на русском почитать, подоступнее, попрактичнее в духе таких же AppNote, потому что слова "КСВ-метр" и "векторный анализатор" наводят на меня ужас...)

[alexpic]

1. Такой теории нет, к сожалению. Можно промоделировать в HFSS или любом другом софте, но для этого нужно знать параметры антенны. Я бы на вашем месте вынес элемент питания на проводочках – тогда можно будет проверить эмпирически. Хоть пластилином приклеите на место, где он должен быть и сравните с тем окружением, когда его нет. Разместите на расстоянии 1 метр приемник с четвертьволновым штырем и контролируйте RSSI. Лучше это делать на воздухе (тем более лето сейчас :) чтобы избежать переотражения радиоволн и интерференции.

2. Эффективность антенны определяет ее конструкция. А согласование – сколько выходной мощности передатчика уходит в антенну, а сколько возвращается обратно. Если сильно упрощать, то эффективность антенны хорошо коррелирует с ее линейными размерами (а, точнее, площадью).

3. Много статей на сайтах радиолюбителей (например, qrz.ru). Не стесняйтесь гуглить :)

Answer 2

[Андрей Ермаченок]

Дочитал, пожалуйста!

Итак, задача:
а. передатчик cc1110:
мощность 10 dBm;
заявленная чувствительность приемника -95 dBm в интересующем меня режиме;
б. частота работы - 433 МГц (четверть длины волны - 17,2 см);
в. размеры платы - не более 15мм х 60мм;
г. хочу использовать чип антенну;
д. антенна должна быть ненаправленная.

Это не задача. Это ваш вариант решения какой-то задачи. Реализовывайте его!

Никогда раньше не делал РЧ схемы, только пользовался готовыми модулями.

СтоОит ли для разовой задачи морочиться с разработкой платы и изготовлением передатчика? Если интересно - соберите да попробуйте.

Comments

[Jimage]

Я уже использовал готовые радиомодули)
Теперь хочу поместить маленький передатчик со своей схемой в маленькую плату. Только я сейчас не уверен, что делаю все правильно)

[Андрей Ермаченок]

По мне так, если хотите и интересно - купите чипы с запасом и попробуйте. Ну не пойдет первый вариант - сделаете второй. Не сработает чип антенны - сделаете антенну на плате из дорожек.
Когда мне нужно было организовать дистанционное управление по радиоканалу - купил дешевую авто-сигнализацию и дополнительные брелки. Напрограммировал сигнализацию как мне нужно, прописал дополнительные брелки. Работало без глюков, ж/б перекрытие пробивает, сквозь стену с 30 метров стреляет, брелки маленькие и готовые.