CC1101 Antenne oder der Drahtstummel?

Entwicklung und Bau von Hardware aller Art, die im HM-Umfeld eingesetzt werden kann

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Beowolf
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CC1101 Antenne oder der Drahtstummel?

Beitrag von Beowolf » 18.05.2020, 19:04

Hallo zusammen,

bei den CC1101 Modulen ist ja immer so eine "aufgewickelte" Antenne dabei. Ist diese Antenne eigentlich besser als der Dratstummel, oder ist der Drahtstummel besser? :D

Grüße
Manfred

Martin62
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Re: CC1101 Antenne oder der Drahtstummel?

Beitrag von Martin62 » 18.05.2020, 21:06

Die meisten nehmen einen Draht. Ich auch. :wink:
Gruß Martin
Gruß Martin

jp112sdl
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Re: CC1101 Antenne oder der Drahtstummel?

Beitrag von jp112sdl » 18.05.2020, 21:12

Martin62 hat geschrieben:
18.05.2020, 21:06
Die meisten nehmen einen Draht. Ich auch. :wink:
Gruß Martin
Jetzt hast du aber nicht gesagt, was besser ist :lol:

Also bevor ich jetzt selbst viel schreibe, zitiere ich aus dem Amateurfunk:
Rothammels Antennenbuch sagt zu dieser An- tennenform:
Eine eng bewickelte und damit extrem kurze Spulenantenne hat sehr schlechte Strahlungs- eigenschaften. Wird die Spule aber so weit auseinandergezogen, dass ihre mechanische Länge in die Grössenordnung einer verkürzten Vertikalantenne kommt, sind ihre Strahlungs- eigenschaften denen einer gleich langen Ver- tikalantennen mit Verlängerungsspule mindes- tens ebenbürtig.
:arrow: soll heißen: der gerade Draht ist immer noch am besten. Aber wie immer gilt - für guten Empfang spielen noch viele andere Faktoren eine Rolle.

VG,
Jérôme ☕️

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Beowolf
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Re: CC1101 Antenne oder der Drahtstummel?

Beitrag von Beowolf » 18.05.2020, 22:35

Vielen Dank für die Erklärung. Also raus mit den gewickelten Dingern.

Grüße
Manfred

latimer
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Re: CC1101 Antenne oder der Drahtstummel?

Beitrag von latimer » 10.10.2020, 18:02

Ich habe mit verschiedenen Antennen an den CC1101 Modulen Reichweitentests gemacht und der einfache 8,3cm lange Draht funktionierte bei mir am besten.
Selbst die Groundplane Antenne mit 4 Radials, zu der man viele Bauanleitungen finden kann (z. B. https://der-bastelbunker.blogspot.com/2 ... -band.html, war nicht deutlich besser.
Mit zwei aufgewickelten Antennen wie dieser hier https://www.radiocontrolli.com/en/compo ... al-antenna funktionierte es dagegen schlechter und auch diese Flachantenne https://www.stall.biz/project/externe-f ... loesungen hat keine größer Reichweite gebracht.
Getestet habe ich mit dem Arduino ELECHOUSE Sketch und dabei mit den Beispielen "Transmit Hello World advanced" und "New Receive advanced".
Bei -60dBm war die Reichweite mit allen Antennen zu Ende und das war bei mir schon nach ca. 12m erreicht.

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Re: CC1101 Antenne oder der Drahtstummel?

Beitrag von audi2010 » 11.10.2020, 11:13

Wenns auch nicht direkt auf die Frage, die ja schon beantwortet wurde, eingeht:
Der Vorteil einer abgesetzten Groundplane-Antenne kann auch sein, dass die Antenne aus dem Elektosmog-Sumpf der Prozessorplatine raus kommt. Dem stehen natürlich die Dämpfung der Kabel und Buchsen gegenüber. Ein kurzes, richtig angebrachtes Kabel mit einem besseren Antennenstandort hat eigentlich immer schon einen Vorteil gebracht.
Viele Grüße
Rainer

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Re: CC1101 Antenne oder der Drahtstummel?

Beitrag von paso » 13.10.2020, 12:17

Hallo,

gerne gebe ich hierzu auch mal meine Kenntnisse weiter:

Die gewickelte Antenne ist im Prinzip eine kompakte Bauform, die aus einem längeren Draht gewickelt wird und die Kapazität einer kurzen Antenne durch die induktive Belastung der Spule wieder an die Ausgangsimpedanz des Chips (i.d.R. 50 Ohm) angepasst werden soll. Was in dem Fall oft vergessen wird, ist dass der Einfluss der Umgebung bei der kleinen Antenne eine deutlich größere Auswirkung auf die Anpassung hat alls bei dem Drahtmonopol und somit schnell die Resonanz der gewickelten Spule aus dem Nutzband verschoben wird. Da das keiner für die CC1101 Boards messen und mit einem Anpassnetzwerk tunen wird hat man hier in der Regel eine schlechtere Anpassung und für das Nutzband somit auch eine geringere Effizienz.

Das Problem bei allen hier verwendeten Antennen ist die Größe des Grounds für die Frequenz und der Einfluss der Umgebung.

Zunächst einmal beträgt die Wellenlänge bei 868 MHz ca. 35 cm. Für einen Viertelwellenmonopol ergibt sich somit ein Draht der Länge 86 mm. Dazu kommt ein Verkürzungsfaktor durch den dielektirschen Mantel, sodass wir mit 80-83 mm recht gut bei einem schmalbandigen Monopol raus kommen. Ein Monopol benötigt jedoch einen entsprechenden Gegenpol, der in dem Fall des CC1101 boards nur eine kleine Groundfläche bietet (eben diese ca. 2x2 cm). Bei einem Dipol wird dieser Gegenpol durch den zweiten Dipol arm bereits gegeben. Bessere Ergebnisse an der Abstrahlung erzielt man dann mit einem größeren Groundpolygon auf dem Basisboard welches entsprechend mit dem des CC1101 verbunden ist (Auch auf der Antennenseite). Die gewickelte Antenne benötigt ebenso einen Gegenpol, wird jedoch je nach Positionierung auf dem Board und vorzugsweise durch andere metallische Strukturen (z.B. Ground des Basis Boards ) definiert und von nahen dielektrischen Strukturen (z.B. Gehäuse) verstimmt. Daher sollte auch für die fertige Platine berücksichtigt werden, wie die Einbausituation ist. Bei einem Sensor auf einem Schrank ist das ganze weniger kritisch, als bei einem unterputzaktor in der Verteilerdose mit vielen Kabeln oder Drähten.
Dies gilt auch für den Draht als Monopol, zeichnet sich dort aber nicht so Stark ab wie bei der gewickelten Spule. Hier miss kein kapazitiver Belag kompensiet werden. Wird der Draht allerdings nicht von der Groundplane weg geführt (z.B. bei parallel zum Ground verlaufender Ausrichtung oder dem "Hinbiegen" zum Ground), stellt sich wieder eine kapazitive Belastung ein, welche die Anpassung und somit auch das Strahlungsverhalten negativ beeinflusst.

Das kann man zwar alles simulieren und mittels Anpassnetzwerk wieder kompensieren, allerdings hat nicht jeder Zugang zu entsprechender Soft- und Hardware. Daher wird hier orfmals der "gutmütige" Monopol favorisiert.

Sollte die Performance des Monopols nicht ausreichen, kann auch auf externe Antennen zurück gegriffen werden (wie bereits von meinen Vorrednern erwähnt). Da der CC1101 hier als Single Ended design aufgebaut ist kann man neben dem direkten Anschließen einer Antenne auch mit einer coaxialen Führung entweder auf einen Stecker, oder direkt auf ein Kabel gehen und das Signal an eine externe Antenne weiterleiten. Ich habe hier für höhere Reichweiten z.B. einen Dipol mit integriertem Balun (Sperrtopf) als externe Antenne für den Einsatz im Garten gewählt um die Reichweite zu erhöhen. Auch Richtantennen wären denkbar, bedeuten aber eine große Baugröße. Die Anwendung mit einer Grounplane ist meiner Einschätzung nach vergleichbar mit dem Drahtmonopol, da die Antenne ein besseres gegengewicht durch die Radials erfährt, jedoch auch durch die Kabeldämpfung wieder verluste eingefahren werden. Aber auch hier gilt, die Umgebung der Antenne nicht zu sehr zu belasten, ohne das in der Berechnung zu berücksichtigen.

Viele Grüße
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