Diseño de antena para emisión de energía de radio en un tanque de prueba de agua dulce

Me gustaría emitir tanta energía RF en el rango de frecuencia de 433,9 a 434,5 MHz en el agua dulce circundante con un transceptor de 100 mW.

La antena está en medio de un tanque de agua dulce de 4mx8mx2m conectado a un VA por un cable coaxial delgado de 4m.

Así que tomé un diseño simple de antena de manga dipolo de media longitud de onda. Calculé la media longitud de onda de 433 MHz en agua dulce como alrededor de 19 mm, pero cuando comparo varias antenas del mismo tipo con diferentes longitudes de poste, la que tiene un pico en el gráfico de potencia reflejada a 433 MHz tiene una longitud de poste de 80 mm y para variantes de antena con polos más cortos, el pico se mueve a las frecuencias más altas.

  • Así que ahora me pregunto por qué la longitud de mi antena de resonancia es más larga que mi valor calculado.
  • ¿Podría ser que el campo de RF sea perturbado por el aire alrededor del tanque de prueba y si esto se relaciona con la longitud?
  • Si quisiera emitir la mayor cantidad posible de energía RF en el agua, ¿qué debo respetar en el diseño de mi antena?
¿Puedes agregar una foto de tu antena sumergida?
¿Puedes mostrarte cómo trabajas para longitudes de antena?
Tenga cuidado de construir una antena balanceada; puede hacerlo mejor que un dipolo de manga. Si hay corrientes significativas en el cable coaxial, podrían salir del agua e irradiar felizmente desde la parte seca del cable coaxial. Verifique las corrientes observando el gráfico SWR mientras pasa la mano por el cable.
Por curiosidad, que pais permite 100mW en la banda 433? No he oído hablar de eso antes.
Voy a revisar el cable. ¿Está regulada la potencia máxima emitida para el agua y, de no ser así, el agua de 1,5 metros no absorbería la mayor parte de la energía?
La potencia máxima radiada (ERP) se mide a una cierta distancia del aire de la antena. En la mayor parte de Europa, por ejemplo, esto está limitado a 10 mW.

Respuestas (1)

¿Por qué la longitud de mi antena de resonancia es más larga que mi valor calculado?

Calculo la longitud de onda a 76 mm para agua de mar con una conductividad de 4 S/m usando esta fórmula: -

λ = 1000 10 F σ = 76mm

Tomado de este documento.

¿Podría ser que el campo de RF sea perturbado por el aire alrededor del tanque de prueba y si esto se relaciona con la longitud?

No, porque la atenuación a 434 MHz será de unos 721 dB por metro. Usé el mismo documento como referencia con la fórmula: -

Atenuación/metro = 0.0173 F σ = 721dB/m

Esto significa que, dado el tamaño de su tanque, el aire fuera del tanque sería bastante invisible debido al enorme factor de atenuación.

Si quisiera emitir la mayor cantidad posible de energía RF en el agua, ¿qué debo respetar en el diseño de mi antena?

100 mW debería estar bien, pero esto es muy especializado y nunca he sido de los que respetan demasiado las antenas. Solo asegúrese de conocer la conductividad del agua y no la use para tratar de protegerse de los tiburones porque el rango de 433 MHz es pequeño.

Suponiendo que tengo una conductividad de 0,19 S/m (agua del grifo con sudor). Obtendría una longitud de onda media de 17,4 cm (la longitud de mi antena real) y una atenuación por metro de 156,9 dB/m... Si asumo una potencia de transceptor de 100 mW (20 dBm) (despreciando la pérdida del cable) y una potencia medible del receptor como -60dBm. ¿Cuál sería la distancia máxima medible de mis dos antenas?
Bueno, es un baño de forma compleja y los bordes pueden comenzar a jugar un papel, pero si no lo hacen, ¿cuál crees que es la respuesta? No estoy en una PC en mo.
Si hago bien el cálculo del documento (arriba)... entonces (20dBm+60dBm)/156,9dB/m = 0,51m (?)
También debe tener en cuenta que si su antena receptora está fuera del tanque, también hay una pérdida de refracción. Esto está cubierto en el documento que vinculé. También debe pensar en la apertura de su antena receptora e imaginar qué cantidad de la potencia transmitida puede "redarse" si no hubiera pérdidas de agua. Esto significa que debido a que la potencia de transmisión se rocía en todas las direcciones, la antena Rex solo capta una pequeña fracción.
Rex fue un error de ortografía de la tableta. Debería haber dicho Rx
Con mi configuración real de transceptor de 100 mW, cable con pérdida de 3 dBm y antena dipolo subacuática a antena dipolo subacuática, tengo un alcance de señal de alrededor de 1,5 metros... así que me pregunto si cometí un error en el cálculo de la distancia.
¿Cómo conseguiste -60 dBm para el receptor?