Antenne WiFi traversante

J'avais l'habitude d'installer beaucoup de radios UHF et de kits mains libres pour téléphones portables. J'ai principalement travaillé sur des camions et des véhicules utilitaires commerciaux équipés de pare-buffles, sur lesquels je montais une grande antenne encombrante à gain élevé. Alternativement, un support pourrait être monté directement sur le châssis sous le capot (ce qui signifiait souvent coupe / perçage). Le câble coaxial passerait du nouvel appareil à l'intérieur de la cabine, à travers le compartiment moteur et jusqu'à la base de l'antenne.

Mais de temps en temps, j'obtenais un cadre de luxe avec une nouvelle berline de luxe brillante, et j'utilisais une antenne en verre relativement discrète. Le câble passe sous le tableau de bord et sur le montant (sous le revêtement ou la garniture en plastique) du côté passager, et ressort près du haut du pare-brise. Le câble se visse dans un petit boîtier / panneau noir, dont un côté adhère directement à la surface intérieure du verre. À la base du mât d'antenne se trouve un panneau adhésif similaire qui se monte sur la surface extérieure du verre, directement au-dessus du premier.

Je n'ai jamais entièrement compris comment ou pourquoi cela fonctionnait, mais essentiellement le signal a pu traverser le verre. Ma question est: cette même technique peut-elle être adoptée pour les antennes WiFi 2,4 GHz et / ou 5 GHz?

Des plaques de condensateur parallèles de 25 mm sur 25 mm séparées par 4 mm de verre avec une permittivité relative de 4 donneraient une capacité de couplage d'environ 5 pF. Cette capacité est en série avec un signal d'antenne et à 2,5 GHz, agirait comme une impédance de blocage d'environ 13 ohms, il est donc possible qu'elle puisse être utilisée sans trop perturber le VSWR.

• k est la permittivité relative du verre.
• $\epsilon_0$

L'impédance de blocage en série de 13 ohms pourrait être réglée par une petite valeur d'inductance en série. Je m'attendrais à ce qu'il fonctionne mieux lorsqu'il est situé au bord de la fenêtre (et à proximité de la carrosserie), car le type d'antenne est unipolaire et il a besoin d'une forme de plan de masse local pour être le plus efficace. En d'autres termes, l'utilisation d'une connexion capacitive nécessite que la base de l'antenne soit une plaque du condensateur.

Je ne vais pas exclure les bobines qui peuvent se coupler via la fenêtre en verre mais, à 2,5 GHz, celles-ci pourraient commencer à devenir plus faibles qu'un coupleur capacitif.

Je n'ai jamais complètement compris comment ni pourquoi cela a fonctionné

Eh bien, ce n'est pas magique ;-)

En fait, cela peut être fait

utilisant magnétiquement des inductances couplées. C'est comme un transformateur sans noyau magnétique. La recharge sans fil utilisée sur certains téléphones portables utilise le même principe. Fondamentalement, une bobine crée un champ magnétique à partir d'un signal électrique qui est ensuite capté par une deuxième bobine (de l'autre côté de l'isolateur, qui peut être n'importe quel isolant, y compris de l'air ou du verre). La deuxième bobine transforme le champ magnétique en un signal électrique.

ou

utilisant électriquement une structure de type condensateur. Un condensateur se compose de deux plaques électriquement conductrices avec un isolant (qui peut être n'importe quel isolant, y compris de l'air ou du verre) entre les deux. Un condensateur est une faible impédance (ne forme pas un obstacle) pour les signaux haute fréquence.

Pour les fréquences inférieures jusqu'à 200 MHz environ, je m'attends à ce que la méthode de couplage magnétique soit utilisée. Pour les basses fréquences, un très grand condensateur (pour le couplage électrique) serait nécessaire pour être efficace.

Pour les hautes fréquences supérieures à 200 MHz, ce qui inclut les signaux WiFi, je m'attends à ce que la méthode de couplage électrique soit utilisée. Les hautes fréquences ne peuvent pas voyager à travers de grandes bobines, ce qui rend la méthode de couplage magnétique difficile.