GPS antenne voor chinese smartphone

Er is een reden dat er niet zomaar een draadje gebruikt wordt als antenne. Ten eerste is het GPS-signaal circulair gepolariseerd. Ten tweede heb je een soort van monopoolantenne gemaakt. Die werkt alleen goed als het draadje haakt op de massa staat. Ook heeft zo'n antenne zeker geen impedantie van 50Ω, zoals de ontvanger waarschijnlijk verwacht.

Ok, daar kan ik inkomen, ik dacht alleen dat ik al op goede weg was omdat ik zo'n goede ontvangst had wanneer de antenne niet tegen de telefoon ligt. Zou het schelen als ik een antenne maak in de vorm dat je kan zien in die link van mijn eerste post?

edit :

Deze antenne dus :

Hoe kritisch zijn die afmetingen? Zit er een theorie achter? Zou ik mijn afscherming laten zoals het is of doe ik die best weg?

[Bericht gewijzigd door Billy9871 op vrijdag 6 september 2013 10:07:51 (32%)]

Als de antenne vlak ligt dan reduceer je het signaal tot nul bij je huidige ontwerp.
Ik sluit niet uit dat de antenne die op dat forum tentoongesteld wordt beter werkt, maar ik ben daar niet zo in thuis. Probeer het eens!

Op 5 september 2013 13:33:31 schreef Billy9871:

foto van de originele antenne :
[afbeelding]

Wat ik vreemd vind is dat dit eigenlijk gewoon kopervlak is, waarvan de antenne en gnd aansluiting meteen zijn kortgesloten bij de aansluiting van de antenne (zal wel een theorie achterzitten )

Die kortsluiting voor gelijkstroom is geen kortsluiting meer als je meet met een wisselstroom van 1575000000Hz (1,575GHz = frequentie van de GPS satellieten).

Nu dacht ik dat de cover mss het signaal afschermde, maar als ik het draadje tegen de telefoon duw (met zijkant van de backcover) schiet de ontvangst ook dramatisch naar beneden, dus blijft mijn vermoeden dat het instraling van de cpu en dergelijke is.

Nee, dat komt door de capacitieve koppeling van de antenne met het metaal van de smartfone. Voor 1,6GHz is dat vrijwel een kortsluiting. Als er enige afstand is, is die capaciteit veel kleiner en is je zelfgefabriekte antenne veel effectiever.

leg dat eens uit ?

Op 6 september 2013 09:56:40 schreef Bert M:
Als de antenne vlak ligt dan reduceer je het signaal tot nul bij je huidige ontwerp.
Ik sluit niet uit dat de antenne die op dat forum tentoongesteld wordt beter werkt, maar ik ben daar niet zo in thuis. Probeer het eens!

Alvast bedankt voor de antwoorden!
Probleem is dat ik liever niet teveel probeer, telkens de telefoon openmaken en priegelen en solderen aan die mini contactjes maakt de kans om iets anders kapot te maken steeds groter natuurlijk!

Een super-simpele antenne is een "aardvlak" met haaks daarop een spriet (liefst kwart golflengte). Dat heb je precies.... totdat je de spriet vlak langs de telefoon legt.

Het electrische veld van de te ontvangen straling reduceert naar nul zodra je in de buurt van je aardvlak komt. Leg je precies in dat gebied je antenne dan wordt het signaal vrijwel nihil.

Kortom, ik denk dat het niet aan de instraling van de SOC ligt, maar aan het feit dat je de antenne te dicht bij "geaarde" onderdelen van je telefoon legt. Dingen als "batterij' telt dan als "aardvlak".

Weer wat aan het experimenteren geweest en heb de antenne zoals hierboven beschreven gefabriekt :

Het massavlak heb ik weggelaten, ik heb wel nog een stukje draad naar de massa laten zitten voor als het nog van pas zou komen...

Ontvangst is niet verslechterd, maar echt goed kan ik het nog niet noemen, ik heb nu een snr van rond de 20, de sterkste signalen rond de 25, accuracy zit rond de 30m. Ik heb wel de indruk dat de fix stabieler is, maw op google maps blijf ik ter plaatse staan, terwijl ik vroeger overal in de straat rondschoot so to speak...
In ieder geval heb ik nog geen ontvangst zoals ik had met mijn onbedoelde monopoolantenne, dus ik denk dat er nog verbetering mogelijk is. Zijn er nog antenne/hf wizards die mij nog een duwtje in de juiste richting kunnen geven?

Antennes voor 850/950/1575/1800/1900/2100 en 2400MHz (gsm/umts/gps/wifi/bluetooth) allemaal in de krappe ruimte van een smartphone gepropt krijgen op zo'n manier dat het allemaal werkt en elkaar niet te erg beinvloed is eigenlijk al een wonder op zich.

Helemaal als je bedenkt dat b.v. umts en wifi moeten kunnen zenden terwijl gps en wifi resp. umts dan ook nog tegelijk (!!) moeten kunnen blijven ontvangen..

Oja, dan moeten ze ook nog rondstralend zijn en liefst niet op de plek zitten die meestal door je hand bedekt wordt. Ik geef het je maar te doen hoor.
http://eandt.theiet.org/magazine/2013/01/all-power-smartphone.cfm
http://www.antenna-theory.com/design/cellantenna.php
http://www.antenna-theory.com/design/gps.php

[Bericht gewijzigd door joopv op zondag 8 september 2013 10:55:42 (14%)]

Dankzij de links van Joopv ben ik weer wat slimmer geraakt en tot de vaststelling gekomen dat ik een inverted f antenna (ifa) nodig heb. Bij een verloren half uurtje heb ik eentje uitgesneden en was meteen dik tevreden van het resultaat, meteen goede ontvangst. Jammergenoeg niet goed opgelet en de beentjes van de feed en de gnd aan de verkeerde kant gestoken waardoor de antenne boven de telefoon zou uitsteken .

Ok, enkele dagen later wat meer tijd, en eentje gesneden die wat compacter is door de antenne een hoekje om te laten gaan.

Teleurstelling alom, wel wat ontvangst maar niet bruikbaar, waarschijnlijk mag je niet zomaar het hoekje omgaan denk ik??

Ok, weer enkele dagen later, een rechte gesneden die de juiste kant opgaat

Terug super ontvangst en ik dacht dat ik er was, totdat ik de backcover er op plaatste, meteen de ontvangst gehalveerd.
Als de antenne door de krulling wat omhoog ligt (tussen 5 tot 10mm) heb ik super ontvangst, als de antenne tegen de telefoon gedrukt word heb ik rotslechte ontvangst. Ik heb dan eens mijn afscherming van eerder terug geplaatst (zoals te zien op laatste foto) en heb ik de indruk dat het iets beter is, maar nog steeds niet echt bruikbaar...
Iemand nog een idee waar ik mijn geknutsel nog kan verbeteren?

Mocht er iemand gedetailleerde info hebben over de de afmetingen voor een ifa op 1,5Ghz, hou ik me ook aanbevolen. Ik vind enkel info over de werking en dat het lange been 1/4 golflengte moet zijn, maar verder niet veel. Hoever de feed tov de gnd aansluiting moet staan bv, is de breedte van de antenne, feed of gnd kritisch??

Nee, een hoekje omgaan mag niet zomaar Antennes op deze frequentie komen behoorlijk nauw. Bedenk ook dat je kabeltjes, die van behoorlijke lengte zijn, óók deel uitmaken van de antenne (zeker gezien ze niet bepaald een 50Ω transmissielijn zijn). Het massavlak dat je toevoegt lijkt me zo op het eerste gezicht alleen maar roet in het eten te gooien.

Heel eerlijk gezegd denk ik niet dat het je snel gaat lukken een goede antenne te ontwerpen. GPS komt echt heel nauw, omdat je met vreselijk zwakke signalen werkt in een omgeving van zeer sterke stoorsignalen (wifi, gsm, ...). Maar experimenteer gerust! Voor het gemak kan je aannemen dat alles kritisch is, van lengtes tot aanhechtingsplaatsen tot plaatsing van je massavlak tot impedantiematching van de bedrading.

ALS je een aardvlak hebt wat perfect werkt, dan zal het signaal niveau van het normale niveau tot nul afzwakken op het aardvlak. De afname zal plaatsvinden over een halve of een kwart van de golflengte. Dus alles wat je in de buurt van je aardvlak houdt, zal ontzettend veel moeite hebben om dingen te ontvangen.

Dingen als "batterij" zal je in deze context ook als "aardvlak" moeten interpreteren.

Ik denk dat een PIFA antenne in dit geval niet optimaal is. Een PIFA is niet bedoeld om comformal op een grondvlak te gebruiken. Een manier om het grondvlak voor te stellen is als een spiegel, je moet dus denken dat op 2 keer de afstand grondvlak-antenne nog een antenne zit, 180 graden uit fase aangedreven.

Bij een rechtstaande monopool is dit positief, immers heb je dan een virtuele dipool. Bij een platliggende antenne wil je dit absoluut niet, in het extreme geval dat de antenne op het grondvlak ligt is de som 0. De antenne kan nog wel resonnant zijn (er is een sterk near field tussen het grondvlak en de antenne) maar er wordt geen energie uitgestraald. Als je de antenne aan de zijkant van de telefoon kunt krijgen (dus niet boven de accu en PCB) is het waarschijnlijk wel een heel goede optie.

Ik denk dat je in deze situatie meer hebt aan een patch antenne. Je kunt een patch antenne halfweg kortsluiten en ze zo kleiner maken (natuurlijk neemt de efficientie af). Normale GPS antennes gebruiken keramische materialen met een heel hoge epsilon om kleine antennes te maken.

Antennes maken voor deze frequenties is niet triviaal. Er is goede software om het ontwerp te simuleren (CST, HFSS, ...) maar deze simulaties komen vaak niet helemaal overeen met de realiteit. Computeroptimalisatie met genetische algoritmes oid is heel nuttig.
Een network analyser is heel handig om op zijn minst de S11 te kunnen meten. Je kunt de antenne voorzien van een paar tuning stubs die je opzettelijk te lang maakt en dan kunt afkrassen tot de resonnantiefrequentie goed is. Dan moet je niet voor elke poging een nieuwe antenne maken. Microgolven zijn tof, maar soms wat zwarte kunst. Hoe hoger de frequentie hoe 'raarder'.

PS: Ik zou je feedline vervangen door een stukje dunne coax als dat gaat, die 2 draadjes die je nu hebt vormen een belangrijk en moeilijk te voorspellen onderdeel van je antenne. Een PIFA antenne opvouwen ('meander') is niet echt een probleem, maar je moet ze opnieuw simuleren en optimaliseren.

PS2: Het punt waar je hebt afgetapt in de GSM is toch aan de 50ohm input van de GPS ontvanger neem ik aan, en niet in de plaats van de originele antenne? Anders staat er waarschijnlijk nog ergens een matching netwerk tussen waardoor je de impedantie van je ingang niet weet.

PS3: Ik heb een GSM van Alcatel (zelfde Mediatek chipset als uwe denk ik) en die heeft gewoon geen GPS ontvangst. Ik heb er ooit 1 satelliet mee kunnen ontvangen. Ooit de mogelijkheid gehad om te testen met een GPS simulator, toen kon de telefoon de satellieten wel zien, maar er is nooit een correcte positie uit gekomen (~2km afwijking, met een signaal ongeveer 100x sterker dan de normale gps constellatie).

http://www.helenav.nl/antlinks.htm

Hmm er zijn niet veel links in dat rijtje die nog werken zie ik

[Bericht gewijzigd door joopv op dinsdag 17 september 2013 23:40:23 (51%)]

Ik heb er twee geprobeerd. Ik krijg een 404 en een klantenservice van "online.nl".

Mijn zelfbouw antenne is inderdaad aangesloten aan de antenneaansluitingen van de originele antenne, dit is het enige dat bereikbaar is in de telefoon, het betreft die 2 veercontactjes onderaan rechts op de telefoon.

Aansluiten met een dunne coax is geen optie, wegens geen plaats, ik moet draadjes gebruiken van een ide kabel met 80 geleiders (echt fijne draadjes) anders krijg ik de cover niet meer dicht.

Ik begrijp dat het wat zwarte kunst is om een antenne op deze frequenties te maken, en zeker zonder meetapparatuur. Het is alleen wat frustrerend dat ik super ontvangst krijg met mijn eigen brouwsels totdat de cover erop gaat, dus denk ik dat ik er (geheel toevallig) niet zo ver van zit.

Ik heb eens geprobeerd om mijn eerdere antenne die boven de telefoon uitstak omgedraaid zodat deze meer aan de zijkant ligt, nu heb ik bruikbare ontvangst maar nog niet super.

Ik zal mij nog wat inlezen over de voorgestelde patch antenne, kan ik deze nog eens proberen...

Alles telt mee. Dus wat je in die laatste foto laat zien, daar ligt het draadje open en bloot boven een stuk van je F-antenne. Twee keer zelfs! Ik denk dat je daarmee een forse invloed hebt op het antenne-effect. In ieder geval is de draad niet meer aangesloten op het uiteinde van de poot van de F zoals had gemoeten.

Ja, dat was de trade-off, de draadjes komen uit de zijkant, anders moet ik een gaatje maken om de draadjes aan de andere kant van de antenne uit de telefoon laten komen, maar dan gaan we de destructieve toer op...

[Bericht gewijzigd door Henry S. op woensdag 18 september 2013 18:28:43 (50%)]

Ik heb ook geen verstand van antennes, maar ik kan nog wel een paar truukjes verzinnen om de draadjes veel korter te maken. En om ze niet over de antenne te laten lopen.