Fysica van de draadloze gegevens overdracht

[MJU]

Hey allemaal, in een ver verleden heb ik elektronica gestudeerd. Tot zover het goede nieuws

Ik was vooral met digitale technieken bezig "omdat dat de toekomst zou zijn".
Draadloze toepassingen waren toentertijd niet de toekomst, wat maakt dat ik eigenlijk me nooit heb gesmeten in de theorie van de draadloze gegevens overdracht.
Bijkomend: omdat het in mijn ogen te veel extra wiskunde met zich mee bracht.

Daarom ben ik in tijden van vernieuwde interesse in draadloze signaaloverdracht (WIFI/LORA/SIGFOX ed.) tot de conclusie gekomen dat ik daar toch het fysische niet erg van begrijp (of ken).
Het begint vanaf het moment dat het signaal klaar is om verzonden te worden.
Dus elektronisch is er een signaal gegenereerd, eventueel versterkt en dan gaat dat naar de antenne.
Vanaf de antenne is het voor mij een black box.

In mijn elektronicaogen is dat een elektrisch signaal (gemoduleerd) die aan een antenne aangeboden wordt en die er een magnetisch veld van maakt (wisselend elektrisch veld door een geleider). Dit magnetisch veld gaat over de "ether" tot bij de antenne van de ontvanger waarop dat door inductie terug naar een elektrisch signaal gebracht wordt om versterkt te worden.. enz..

Misschien zie ik dat juist of fout? Zoals gezegd, als ik niet de intentie had om het nu eindelijk (fysisch) te begrijpen zou ik dit niet zitten typen.
Ik weet wat een impedantie is, maar waarom die zo belangrijk is in HF?

Ik las ergens dat de impedantie van de antenne gelijk moest zijn aan de impedantie van de kabels?
Dus als ik een coaxkabel gebruik, hoe moet ik die zijn impedantie dan voorstellen?
Het is toch maar een koperen draad met een gewoven koperen omhulsel?

Misschien zijn er mensen die deze materie als passie hebben? En die goed kunnen schrijven?
Zaken beschouwelijk maken?

Misschien kan dit een soort beginnerscursus "fysica van de draadloze gegevens overdracht" worden?
Is dit een idee voor dit forum?

[ukster]

Ter introductie misschien nuttig om eerst de verschillende transmissiemedia toe te lichten.

Chapter07_Transmission_Media

(3.79 MiB) 315 keer gedownload

Een must: Werking/eigenschappen coaxkabel doorgronden:

transmissielijnen

(251.22 KiB) 403 keer gedownload

[MJU]

Ha ok, ik ga dat eens bekijken.
Mijn vraag ging ook meer over hoe ik dat fysiek moet zien. Het elektromagnetisch veld is er net zo een als bijvoorbeeld dat van een elektromagneet dat dan de bedoeling heeft om op zo klein mogelijk oppervlak een zo groot mogelijke kracht te ontwikkelen? Ten opzichte van het elektromagnetische veld van een antenne die net de bedoeling heeft zijn veld zo ver mogelijk te krijgen?

[Olof Bosma]

Ik weet wat een impedantie is, maar waarom die zo belangrijk is in HF?

Ik las ergens dat de impedantie van de antenne gelijk moest zijn aan de impedantie van de kabels?
Dus als ik een coaxkabel gebruik, hoe moet ik die zijn impedantie dan voorstellen?
Het is toch maar een koperen draad met een gewoven koperen omhulsel?

Wanneer je een heel lange (coax) kabel hebt en je zet daar op moment t=0 een spanning op, dan verplaatst die spanningssprong zich door de kabel. Intussen is het nodig om stroom te leveren om de spanningssprong (die zich verwijdert) in stand te houden. De verhouding tussen de spanning die op de kabel is gezet en de stroom die nodig is om die spanning in stand te houden is de impedantie van de kabel. Zolang de spanningssprong het eind van de kabel niet heeft bereikt, is de kabel niet te onderscheiden van een weerstand met die waarde.
Wanneer dus de kabel wordt afgesloten met die weerstand, is aan het eind niet te zien dat de kabel niet doorloopt. Het lijkt dus dat de kabel dan oneindig lang is; de stroom blijft eeuwig lopen. Maar als de kabel niet is afgesloten (of met een andere impedantie dan de karakteristieke waarde) dan zal op dat punt een reflectie optreden waardoor de spanningssprong (of een deel daarvan) terugkeert en na verloop van tijd weer aan het begin verschijnt.
Dit is doorgaans ongewenst bij HF-toepassingen. Vandaar dat dan de impedantie van de antenne (zoveel mogelijk) gelijk moet zijn aan de impedantie van de kabel, aangezien anders te veel energie terugkomt bij de bron hetgeen meestal een negatief effect heeft.

[MJU]

@Olof,
Door omstandigheden had ik de voorgaande reactie nog niet gelezen.
Nu begrijp ik het dus wel, weer een lichtpuntje in mijn bestaan!

Bedankt!