Inhalt
- Die bekannten Probleme mit gedruckten Antennen
- Die vorhersehbaren Probleme mit Aufsprühantennen
- Warum Leiterplattenantennen den Industriestandard beibehalten
Tamara Wilhite ist technische Redakteurin, Wirtschaftsingenieurin, Mutter von zwei Kindern und veröffentlichte Science-Fiction- und Horror-Autorin.
Die Drexel University gab im September 2018 bekannt, dass sie aufgesprühte Antennen entwickelt haben, von denen sie sagen, dass sie genauso effektiv sind wie diejenigen, die derzeit in Mobiltelefonen und RFID-Tags verwendet werden. Aufsprühantennen ähneln flexiblen "gedruckten" Antennen, sind jedoch wahrscheinlich anfällig für eine Reihe zusätzlicher Probleme. Schauen wir uns die Probleme mit gedruckten Antennen an, bevor wir uns mit den Grenzen und Problemen mit Sprühantennen befassen. All dies bedeutet, dass Leiterplattenantennen nicht verschwinden.
Die bekannten Probleme mit gedruckten Antennen
Ich habe mit mehreren gedruckten Antennen gearbeitet, die näher an einer Siebdruckschicht oder einem von einem Drucker gedruckten Bild liegen als klassische Antennendesigns. Die Leistung war für die meisten Anwendungen bestenfalls marginal. Wenn die Antenne lange Elemente aufweist, führen die Widerstandseigenschaften der Farbe zu einer schlechten Antenne. Eine kurze Antenne wie die für WiFi oder Bluetooth ist von diesem Widerstand weniger betroffen. (Wenn die Antenne zehnmal länger ist, erhalten Sie den zehnfachen Widerstand.) Sie können diese Antennen in Innenräumen verwenden, um den Verkehr mit Mobiltelefonen zu bewältigen, jedoch nicht über große Entfernungen im Freien. Dies schließt sie als Alternative für die massiven Handytürme aus, die wir ersetzen oder zumindest im Preis senken möchten.
Ob gedruckte Antennen für 5G verwendet werden könnten oder nicht, ist umstritten. Dies liegt daran, dass diese Antennen nur bei geringem Stromverbrauch sicher verwendet werden können. Eines der europäischen Unternehmen stellte eine gedruckte Antenne für die CB-Funkgeräte in großen Lastwagen her. Bei 4 Watt lief es einwandfrei, aber wenn Sie mehr Leistung durchliefen, schmolz es buchstäblich!
Die vorhersehbaren Probleme mit Aufsprühantennen
Stellen Sie sich ein gedrucktes Design auf einem T-Shirt vor, unabhängig davon, ob Sie es durch Siebdruck hergestellt oder auf einem High-End-Tintenstrahldrucker (oder einem gleichwertigen Drucker) gedruckt haben. Nach einer Weile führt das Biegen des Materials dazu, dass das farbige Design reißt und sich verzieht. Es kann stellenweise anfangen, sich zu delaminieren. Die Wahrscheinlichkeit dafür steigt, wenn es Sonnenlicht, Regen und der Waschmaschine ausgesetzt ist. Wenn Sie Sprühantennen in tragbaren Geräten verwenden, setzen Sie diese Antennen genau den gleichen rauen Bedingungen aus. Wenn sie sich jedoch bis zum Bruch verbiegen, haben Sie die Antenne ruiniert.
Wenn Sie eine sehr dünne Antenne haben, senken Sie den Preis, und Sie machen sie umso zerbrechlicher. Wenn es als Tinte aufgesprüht wird, besteht die Gefahr, dass die Antenne beschädigt wird, wenn ein Vogel daran kratzt oder jemand die Wand mit einem Wasserstrahl besprüht, um sie zu reinigen.
Wenn die Aufsprühantenne in eine Laminatwand eingebettet ist, können durch Verschieben von Fundamenten, Stößen auf die Wand und andere strukturelle Probleme die Antenne beschädigt und erneut zerstört werden.
Warum Leiterplattenantennen den Industriestandard beibehalten
Günstige Leiterplattenantennen sind etablierte Technologie. MMICs sind im Allgemeinen kleine PCB-Antennen und werden regelmäßig in Mobiltelefonen verwendet. Leiterplattenantennen, die durch Verlegen von Spuren auf dünnen Glasfaserplatten hergestellt wurden, sind relativ schmal und leicht, aber unglaublich robust. Vergleichen Sie dies mit Nanosilber-Tinte, die auf eine Antenne gedruckt werden könnte, aber sowohl teuer ist als auch Bedenken hinsichtlich der Toxizität von Nanopartikeln aufwirft.
Leitfähige Polymere sind keine große Alternative, da sie zu thermischer Instabilität neigen und sich mit der Zeit zersetzen können. Graphen- und Silbertintenantennen weisen einfach eine schlechte Leistung auf. Die MXene-Antennen zeigten eine 50-mal bessere Leistung als Graphen-Antennen und eine 300-mal bessere Leistung als Silbertinte bei der Funksignalübertragung. In dem Bericht wurde nicht angegeben, wie gut sie mit ähnlich großen herkömmlichen HF-Antennen abschneiden.
Umgekehrt bedeutet die Tatsache, dass sich die Technologie noch im Labor befindet, dass Sie nicht erwarten können, bald gedruckte Antennen für Ihr Projekt zu verwenden. Die Lösung besteht darin, eine kleine, robuste und kostengünstige Leiterplattenantenne zu kaufen, die bereits auf dem Markt ist.
Dieser Artikel ist genau und nach bestem Wissen des Autors. Der Inhalt dient nur zu Informations- oder Unterhaltungszwecken und ersetzt nicht die persönliche Beratung oder professionelle Beratung in geschäftlichen, finanziellen, rechtlichen oder technischen Angelegenheiten.
