Diseño RF: un repetidor Bluetooth

Tengo dificultades para encontrar una manera efectiva de conectar las dos antenas y permitirles pasar las señales de Bluetooth de un lado a otro. Parece que hay muchos métodos, y no soy el que más conoce sobre antenas de RF y demás. Pensé que tal vez una persona ilustrada podría darme un empujón en la dirección correcta para que no tenga que emprender una "cacería de brujas" al azar para encontrar una solución.

En primer lugar, para probar la viabilidad, simplemente conecte las antenas interior y exterior juntas, utilizando algo como un par de conectores coaxiales de montaje en panel instalados en la jaula de Faraday, o mejor, un acoplador insertado a través de la pared. Esto debería costar poco en tiempo y dinero para validar.

A continuación, seleccione los componentes para un esquema de conmutación de RF de polarización de diodo que funcione a 2,4 GHz e instálelo entre las antenas, de modo que al cambiar el voltaje de polarización de CC pueda conectar o desconectar eléctricamente las antenas.

Opcionalmente, agregue un filtro para pasar solo las frecuencias de interés.

Por supuesto, habrá pérdidas en una configuración de este tipo, pero al mantener las distancias generales cortas, debería ser viable. Aplicar ganancia sería muy difícil, ya que en términos prácticos necesitaría averiguar qué dispositivo estaba transmitiendo y habilitar solo ese amplificador, lo que requiere una comprensión del protocolo en tiempo real.

La solución de antena pasiva suena atractiva pero, sobre la base de la reciprocidad, si las cosas pudieran salir, entonces las cosas podrían entrar y, ¿eso negaría toda la razón de una jaula de Faraday? Está bien, es un poco más complejo que eso: supongo que el bluetooth y las transmisiones celulares regulares están en diferentes frecuencias para que puedas filtrar lo que quieras de forma pasiva y bidireccional.

Sin embargo, tengo la sensación (sin tratar de hacer los cálculos) de que si intenta formular una respuesta basada en lo que "propone" y observa la pérdida de enlace del rf, encontrará que será casi imposible a menos que el El teléfono y el receptor externo se estropearon cerca de sus respectivas antenas de pato.

La primera antena de pato recibirá una pequeña fracción de lo que transmite el transmisor bluetooth de origen porque está transmitiendo potencia en todas las direcciones (¡sé que no es una antena isotrópica, así que no me disparen!) y toda esa potencia se diluye rápidamente ( 1/radio^2). La antena receptora de pato tiene una apertura efectiva y eso equivale a un área de superficie: determina la cantidad de RF que la golpea y se convierte en potencia. Al doble de la distancia, recibirá una cuarta parte de la potencia que recibía anteriormente.

Ahora, supongamos que la energía se recibe bien y se alimenta por un cable a cierta distancia de una antena pasiva (el pato fuera de la jaula): transmitirá esa energía en todas las direcciones (nuevamente, no me disparen porque no es isótropo) y el La fracción que recibe el receptor bluetooth final es mucho, mucho más pequeña que si fuera, digamos, el doble de la distancia del primer pato.

Esto me lleva a concluir (sin sacar mi calculadora y buscar la apertura efectiva de un pato en las frecuencias de BT) que solo funcionará si coloca el primer pato cerca del HS en la jaula y el segundo pato hacia arriba. cerca del receptor fuera de la jaula.

EDITAR: usé una hoja de cálculo y usé ganancias de antena para un dipolo corto y sí, sé que la fórmula a continuación se alterará un poco en el campo cercano, pero no puedo pensar en cómo calcularlo de otra manera.

No he mencionado el cable coaxial, pero proporcionará una pérdida realmente grande si no ha utilizado lo mejor que puede tener en sus manos: intente buscar las especificaciones coaxiales de pérdida (dB/metro) a 2,45 GHz.

He estado pensando en esto y creo que si usas lo siguiente podría funcionar bien: -

Ahora hay dos sistemas de antena, uno para tomar la señal del auricular y transmitirla fuera de la jaula al "analizador" y otro para devolver una señal al auricular en la jaula desde el analizador. Ambos funcionan en frecuencias de Bluetooth pero están suficientemente separados para que no formen un oscilador de RF. Demasiada ganancia o poca distancia entre antenas y será inestable. Aparte de eso, debería estar bien dados los cálculos que he hecho hasta ahora. proyecto interesante