Przezroczysta antena WiFi

Kiedyś instalowałem wiele samochodowych radiotelefonów UHF i zestawów głośnomówiących do telefonów komórkowych. Pracowałem głównie nad ciężarówkami i samochodami dostawczymi wyposażonymi w belki, na których montowałem dużą, nieporęczną antenę o dużym zysku. Alternatywnie wspornik można zamontować bezpośrednio na podwoziu pod maską (co często oznaczało cięcie / wiercenie). Kabel koncentryczny biegnie od nowego urządzenia wewnątrz kabiny, przez komorę silnika, aż do podstawy anteny.

Ale od czasu do czasu dostaję jakiegoś fantazyjnego dyrektora z lśniącym nowym luksusowym sedanem i korzystam ze stosunkowo dyskretnej anteny montowanej na szkle. Kabel biegnie pod deską rozdzielczą i do góry w słupku (pod tapicerką lub plastikowym wykończeniem) po stronie pasażera i wyskakuje w pobliżu górnej części przedniej szyby. Kabel wkręca się w małą czarną skrzynkę / panel, którego jedna strona przylega bezpośrednio do wewnętrznej powierzchni szkła. U podstawy rzeczywistego masztu antenowego znajduje się podobny panel samoprzylepny, który montuje się na zewnętrznej powierzchni szkła, bezpośrednio na pierwszej.

Nigdy w pełni nie rozumiałem, jak i dlaczego to działa, ale w zasadzie sygnał był w stanie przepłynąć przez szybę. Moje pytanie brzmi: czy tę samą technikę można zastosować w przypadku anten WiFi 2,4 GHz i / lub 5 GHz?

Równoległe płytki kondensatorowe o wymiarach 25 mm na 25 mm oddzielone 4 mm szkła o względnej przenikalności wynoszącej 4 dałyby pojemność sprzęgania około 5 pF. Ta pojemność jest połączona szeregowo z sygnałem anteny i przy częstotliwości 2,5 GHz działałaby jako impedancja blokująca około 13 omów, więc możliwe jest, że można ją zastosować bez nadmiernego zakłócania VSWR.

• k jest względną przenikalnością szkła.
• $\epsilon_0$

Szeregowa impedancja szeregowa 13 omów mogłaby zostać dostrojona przez małą wartość indukcyjności szeregowej. Spodziewałbym się, że będzie działał najlepiej, gdy znajduje się na krawędzi okna (i blisko karoserii), ponieważ typ anteny jest monopolowy i potrzebuje jakiejś formy lokalnej płaszczyzny uziemienia, aby być najbardziej skutecznym. Innymi słowy, zastosowanie połączenia pojemnościowego wymaga, aby podstawą anteny była jedna płytka kondensatora.

Nie zamierzam wykluczać cewek, które mogą się łączyć przez szklane okno, ale przy 2,5 GHz mogą one zacząć tracić moc niż sprzęgacz pojemnościowy.

Nigdy w pełni nie rozumiałem, jak i dlaczego to działa

Cóż, to nie magia ;-)

Tak naprawdę można to zrobić

magnetycznie za pomocą sprzężonych cewek indukcyjnych. To jest jak transformator bez rdzenia magnetycznego. Ładowanie bezprzewodowe stosowane w niektórych telefonach komórkowych opiera się na tej samej zasadzie. Zasadniczo jedna cewka wytwarza pole magnetyczne z sygnału elektrycznego, który jest następnie odbierany przez drugą cewkę (po drugiej stronie izolatora, którym może być dowolny izolator, w tym powietrze lub szkło). Druga cewka zamienia pole magnetyczne z powrotem w sygnał elektryczny.

lub

elektrycznie za pomocą struktury przypominającej kondensator. Kondensator składa się z dwóch elektrycznie przewodzących płyt z izolatorem (którym może być dowolny izolator, w tym powietrze lub szkło) pomiędzy nimi. Kondensator ma niską impedancję (nie stanowi przeszkody) dla sygnałów o wysokiej częstotliwości.

Przy mniejszych częstotliwościach do około 200 MHz oczekuję zastosowania metody sprzęgania magnetycznego. W przypadku niskich częstotliwości potrzebny byłby bardzo duży kondensator (do połączenia elektrycznego), aby był wydajny.

W przypadku wysokich częstotliwości powyżej 200 MHz, w tym sygnałów Wi-Fi, oczekuję, że zastosowana zostanie metoda sprzężenia elektrycznego. Wysokie częstotliwości nie mogą przemieszczać się przez duże cewki, co utrudnia magnetyczną metodę sprzęgania.