¿Por qué no se usan las antenas de barra de ferrita en WiFi?

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¿Tiene algo que ver con la baja coercitividad de la ferrita blanda, todavía no lo suficientemente baja en las frecuencias de gigahertz?

Vea, estoy armando antenas receptoras de alta ganancia y antenas transmisoras. El espacio es un problema. Entonces, tal vez lo mismo que las barras de ferrita que permiten que los metros de antena y los metros de largo se enrollan alrededor de dicha barra de ferrita de solo unos centímetros de longitud, las barras de ferrita lo harán para antenas WiFi.

¿Estoy equivocado? Si es así, ¿en qué aspectos?

    
pregunta Dehbop

2 respuestas

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Las antenas de varilla de ferrita se utilizaron históricamente para los receptores de AM de emisión. Estas señales son de alrededor de 1 MHz, lo que corresponde a una longitud de onda del orden de 300 metros. Un dipolo de media onda a esta frecuencia sería del orden de 150 metros de largo. La muy alta permeabilidad de la ferrita permite que esta antena se haga más pequeña, a costa de algunas prestaciones. Es una forma de acortamiento eléctrico .

Para Wi-Fi, las señales son alrededor de 2400 MHz o 5000 MHz. Los dipolos de media onda en estas frecuencias son alrededor de 62 mm o 30 mm. Esto es lo suficientemente pequeño como para que incluso una antena de tamaño normal no sea inconveniente. Es por eso que los equipos normales de Wi-Fi no usan antenas de varilla de ferrita: no hay necesidad de ellas.

Sin embargo, si está creando una antena direccional, un conjunto de antenas de este tipo podría ser inconveniente y podría desear una forma de reducirla. En teoría, podría utilizar un material con una mayor permeabilidad magnética, como la ferrita. Sin embargo, tendrías dificultades para encontrar un material adecuado. Se necesita cierta cantidad de energía para voltear los dominios magnéticos en un material ferromagnético, y esta energía se pierde como calor. Con el aumento de la frecuencia, este cambio ocurre más veces por segundo, y por lo tanto, la potencia total de estas pérdidas aumenta. Las pérdidas debidas a este mecanismo se denominan pérdidas por histéresis.

En consecuencia, en las frecuencias Wi-Fi, el material de ferrita utilizado para una antena de AM sería un buen calentador y una horrible antena. Hay mezclas modernas de ferrita que tienen una menor pérdida en las frecuencias de microondas, pero tienen una menor permeabilidad.

Sin embargo, si puede cargar una antena con un material de alta permeabilidad, dualidad sugeriría que es es posible hacer lo mismo con un alto contenido de permitividad .

De hecho, lo es. Hay materiales dieléctricos con pérdidas aceptablemente bajas en las frecuencias de microondas. Ni siquiera son especialmente exóticos o caros. Lo llamamos plástico.

Le daría algunas referencias, pero no puedo encontrar ninguna referencia canónica buena, gratuita y en línea. Sin embargo, hay muchos ejemplos y trabajos de investigación: busque "antena de varilla dieléctrica" y "carga dieléctrica".

    
respondido por el Phil Frost
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La ferrita renuncia al fantasma como un útil concentrador de flujo magnético por encima de 100MHz. Como WiFi funciona a 2.5GHz, la ferrita no es muy útil. Si observa la ferrita de ferrita de frecuencia más alta que puede ofrecer, verá este gráfico: -

Notable es la permeabilidad, solo 16. También es notable la frecuencia con la cual las pérdidas resistivas son iguales a la permeabilidad, aproximadamente 400MHz. Por encima de esta frecuencia, la ferrita se comporta como una cuenta de ferrita típica y suprime las señales.

    
respondido por el Andy aka

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