Condensador de bloqueo de CC de antena Wi-FI

ingrese la descripción de la imagen aquí
Tengo un diseño Wi-Fi de 2,4 GHz que utiliza un conector SMA conectado a una antena de látigo dipolo. El problema es que el conector SMA se monta en un chasis de metal. Esto causa un problema potencial en el que alguien podría cortocircuitar un cable de alimentación al chasis y la corriente fluiría a través de la carcasa del conector SMA. ¿Puedo colocar un condensador de bloqueo de CC en serie entre la carcasa y la tierra de la PCB? Estaba pensando en un condensador de RF 0402 en algún lugar de 1-10pF. Me imagino que una tapa 0402 en este rango tendrá una frecuencia de resonancia propia bastante alta y una baja inductancia. ¿Crees que esto afectará mi coincidencia de antena y, por lo tanto, mi alcance? Buscando un amigo RF.

Agregado a la publicación original
¿Por qué exactamente la corriente que pasa por el conector SMA es un problema? ¿No debería tener cuidado de que la energía no toque el chasis?

Respuestas (2)

dipolo?

Su dibujo muestra una antena monopolo y no dipolo. Las antenas de látigo son monopolos, al igual que la mayoría de las antenas que utilizan un conector SMA.

Las antenas monopolo tienen una antena (línea de señal) y una referencia ("tierra").

ingrese la descripción de la imagen aquíMás detalle aquí .

Una antena monopolo es la mitad de una antena dipolo, casi siempre montada sobre algún tipo de plano de tierra. El caso de una antena monopolo de longitud L montada sobre un plano de tierra infinito se muestra a la izquierda (a) y la versión dipolo a la derecha (b). Tenga en cuenta que el monopolo se basa en una conexión de impedancia muy baja (cero) de su pata de referencia a un conductor eléctrico perfecto (PEC)... más comúnmente llamado "plano de tierra". En tu caso, el plano de tierra es el metal del propio chasis.

Es por eso que agregar el capacitor que ha propuesto no solo no lo ayudará, sino que desafinará la antena , reducirá su eficiencia de radiación (menos energía en el aire) y posiblemente dañará la salida del amplificador de RF (de energía reflejada) en el caso extremo.

Eso no sería cierto si realmente tuvieras una antena dipolo.

ACTUALIZAR

Posteriormente, se proporcionó la hoja de datos de la antena del OP que establece "Configuración de dipolo de longitud de onda de 1/4" como uno de sus puntos de marketing. Sin profundizar demasiado en las teorías de líneas de transmisión de antenas...

En los dispositivos portátiles, por lo general, no se dispone de un plano de tierra infinito perpendicular explícito (como en la figura (a)) para proporcionar un potencial de referencia para el monopolo. Piense en un walkie-talkie (por ejemplo, la radio portátil de un oficial de policía), no es práctico requerir una superficie metálica perpendicular para una comunicación eficiente (como una antena en el techo de un automóvil).

Las antenas dipolo no lo requieren, pero deben tener el doble de largo (1/2 longitud de onda en el caso común). Resulta que si conecta el lado de tierra de la línea de alimentación de la antena a tierra en la placa de circuito del dispositivo, la radio misma, y ​​posiblemente la mano del usuario, sirven como una aproximación de un plano de tierra.

Dado que estos no son más grandes que el tamaño de la antena misma, la combinación de látigo y radio a menudo funciona más como una antena dipolo asimétrica que como una antena monopolo. La ganancia sufrirá un poco en comparación con un diople metálico de media onda o un látigo con un plano de tierra bien definido y debido a que solo tiene 1 pierna (no 2 como en un dipolo), la longitud es el típico 1/4 de longitud de onda de un monopolo y no la 1/2 longitud de onda de un dipolo. Finalmente, las dimensiones y los materiales de la antena están diseñados para proporcionar la impedancia objetivo (típicamente 50 ohmios) con una referencia cilíndrica debajo de la línea central de la antena (aproximadamente una mano) en lugar de una gran superficie metálica perpendicular.

Debido a que esta configuración es un monopolo que se comporta más como un dipolo, se denomina monopolo en una configuración de dipolo de 1/4 de longitud de onda .

No es un problema de "RF"

La antena o cualquier otro componente "RF" no tiene nada que ver con su problema. Todo lo que ha preguntado es qué sucede cuando alguien corta un voltaje distinto de cero (sin referencia) al chasis.

Escenario de chasis corto

Si el cable vivo toca el chasis como lo dibujó (y hay una conexión a tierra común con la fuente de alimentación de ese cable vivo en alguna parte, de nuevo, como se dibuja), la fuente de alimentación de ese cable vivo se acortará. Realmente no importa desde la perspectiva de su dispositivo (a menos que sea su dispositivo un cortocircuito interno).

No es diferente a dejar caer un destornillador a través de la batería de un automóvil. Eso es malo para el destornillador (dispositivo que causa el cortocircuito) y es malo para la batería (fuente de alimentación), pero no daña el automóvil.

La corriente, de primer orden, sigue el camino de menor resistencia, que nunca será a través de sus caminos normales. Un cortocircuito, por definición, está circulando alrededor de su circuito normal (el circuito largo ;-).

Ahora, para aclarar, es posible, por supuesto, crear escenarios en los que los cortocircuitos causen problemas en los circuitos nominales... por ejemplo, si el cableado entre la fuente de alimentación y la ubicación del cortocircuito es demasiado débil para manejar las corrientes de cortocircuito. Sin embargo, en el caso común de cortocircuitar una fuente de alimentación al chasis de metal completamente cerrado de un dispositivo, las partes internas del dispositivo no se verán afectadas.

La antena es un dipolo de 1/4 de onda según el fabricante.
@AP Ah... lo estás leyendo mal. Dice, " Configuración de dipolo de 1/4 de longitud de onda ". Una antena dipolo real se alimentaría de manera diferente y, en estas circunstancias, sería de 1/2 longitud de onda. La configuración de dipolo de 1/4 de longitud de onda significa que es una antena monopolar sintonizada para no requerir un plano de tierra metálico explícito. Ver mi respuesta para más detalles.
Así que ahora que lo tenemos aclarado. ¿Puedo colocar un condensador de bloqueo de CC entre el conector SMA y la conexión a tierra de la PCB?
Déjame aclarar. ¿Puedo colocar un capacitor de bloqueo de CC entre el conector SMA y la tierra de la pcb y no afectar el rendimiento de la antena de "configuración de dipolo de 1/4 de longitud de onda"?
@AP - No. Vea la explicación en la respuesta.

Your antenna is probably a sleeve dipole (aka sleeve monopole). If you open it up you will most likely find that the coax extends half way up the inside the antenna with a conductive tube covering the bottom half and electrically connected to the shield at the mid-way point. The center conductor will extend from this point to the end of the antenna forming the other half of the antenna. When properly constructed (rare), this creates something like a dipole that has an impedance close to 50 ohms (the conductive tube creates a type of impedance match transformer).

To solve your stated problem, use nylon spacers between the SMA and the panel or an SMA specifically designed for electrical isolation from the panel. Having the panel float will not significantly affect the RF performance of the antenna (unlike the capacitor solution).

Antena típica barata de 2,4 GHz