Antena WiFi através do vidro

Eu costumava instalar muitos rádios UHF no carro e kits de telefone celular de viva-voz. Trabalhei principalmente em caminhões e veículos utilitários comerciais equipados com barras de alta tensão, sobre os quais montaria uma antena grande, volumosa e de alto ganho. Como alternativa, um suporte poderia ser montado diretamente no chassi sob o capô (o que geralmente significava corte / perfuração). O cabo coaxial seria executado a partir do novo dispositivo dentro da cabine, através do compartimento do motor e para a base da antena.

Mas de vez em quando eu conseguia algum executivo chique com um novo sedan de luxo brilhante e usava uma antena de montagem em vidro relativamente discreta. O cabo passa por baixo do painel e sob o pilar (sob o estofamento ou a guarnição de plástico) do lado do passageiro e sai próximo à parte superior do para-brisa. O cabo é parafusado em uma pequena caixa preta / painel, cujo lado adere diretamente à superfície interna do vidro. Na base do mastro da antena, há um painel adesivo semelhante que é montado na superfície externa do vidro, diretamente em cima do primeiro.

Eu nunca entendi completamente como ou por que funcionou, mas essencialmente o sinal foi capaz de fluir através do vidro. Minha pergunta é: Essa mesma técnica pode ser adotada para antenas WiFi de 2,4 GHz e / ou 5 GHz?

Placas de capacitores paralelos de 25 mm por 25 mm separadas por 4 mm de vidro com uma permissividade relativa de 4 dariam uma capacitância de acoplamento de cerca de 5 pF. Essa capacitância está em série com um sinal de antena e a 2,5 GHz, atuaria como uma impedância de bloqueio de cerca de 13 ohms, portanto, é possível que possa ser usada sem interromper muito o VSWR.

• k é a permissividade relativa do vidro.
• $\epsilon_0$

A impedância de bloqueio da série de 13 ohms pode ser ajustada por um pequeno valor de indutância em série. Eu esperaria que funcionasse melhor quando localizado na borda da janela (e perto da carroçaria), porque o tipo de antena é monopolar e precisa de alguma forma de plano de terra local para ser mais eficaz. Em outras palavras, o uso de uma conexão capacitiva requer que a base da antena seja uma placa do capacitor.

Não vou descartar bobinas que podem se acoplar pela janela de vidro, mas, a 2,5 GHz, elas podem estar começando a ficar com menos perdas do que um acoplador capacitivo.

Eu nunca entendi completamente como ou por que funcionou

Bem, não é mágico ;-)

Na verdade, isso pode ser feito

magneticamente usando indutores acoplados. É como um transformador sem núcleo magnético. O carregamento sem fio usado em alguns telefones celulares usa o mesmo princípio. Basicamente, uma bobina cria um campo magnético a partir de um sinal elétrico que é captado por uma segunda bobina (no outro lado do isolador, que pode ser qualquer isolador, incluindo ar ou vidro). A segunda bobina transforma o campo magnético de volta em um sinal elétrico.

ou

eletricamente usando um capacitor como estrutura. Um capacitor consiste em duas placas eletricamente condutoras com um isolador (que pode ser qualquer isolador, incluindo ar ou vidro). Um capacitor é uma baixa impedância (não constitui um obstáculo) para sinais de alta frequência.

Para frequências mais baixas de até 200 MHz, espero que o método de acoplamento magnético seja usado. Para baixas frequências, seria necessário um capacitor muito grande (para o acoplamento elétrico) para ser eficiente.

Para altas frequências acima de 200 MHz, de modo que inclua sinais WiFi, espero que o método de acoplamento elétrico seja usado. As altas frequências não podem viajar através de bobinas grandes, dificultando o método de acoplamento magnético.