Antenamesur yw'r broses o werthuso a dadansoddi perfformiad a nodweddion antena yn feintiol. Trwy ddefnyddio offer prawf arbennig a dulliau mesur, rydym yn mesur cynnydd, patrwm ymbelydredd, cymhareb tonnau sefydlog, ymateb amledd a pharamedrau eraill yr antena i wirio a yw manylebau dylunio'r antena yn bodloni'r gofynion, gwirio perfformiad yr antena, a darparu awgrymiadau gwella. Gellir defnyddio'r canlyniadau a'r data o fesuriadau antena i werthuso perfformiad antena, optimeiddio dyluniadau, gwella perfformiad system, a darparu arweiniad ac adborth i weithgynhyrchwyr antena a pheirianwyr cymwysiadau.
Offer Angenrheidiol mewn Mesuriadau Antena
Ar gyfer profi antena, y ddyfais fwyaf sylfaenol yw'r VNA. Y math symlaf o VNA yw VNA 1-porthladd, sy'n gallu mesur rhwystriant antena.
Mae mesur patrwm ymbelydredd, cynnydd ac effeithlonrwydd antena yn anos ac mae angen llawer mwy o offer. Byddwn yn galw'r antena i gael ei fesur yn AUT, sy'n sefyll am Antenna Dan Brawf. Mae'r offer angenrheidiol ar gyfer mesuriadau antena yn cynnwys:
Antena cyfeirio - Antena â nodweddion hysbys (ennill, patrwm, ac ati)
Trosglwyddydd Pŵer RF - Ffordd o chwistrellu egni i'r AUT [Antenna Dan Brawf]
System derbynnydd - Mae hyn yn pennu faint o bŵer a dderbynnir gan yr antena cyfeirio
System lleoli - Defnyddir y system hon i gylchdroi'r antena prawf o'i gymharu â'r antena ffynhonnell, i fesur y patrwm ymbelydredd fel swyddogaeth ongl.
Mae diagram bloc o’r offer uchod i’w weld yn Ffigur 1.
Ffigur 1. Diagram o offer mesur antena gofynnol.
Bydd y cydrannau hyn yn cael eu trafod yn fyr. Wrth gwrs, dylai'r Antena Cyfeirio belydru'n dda ar yr amlder prawf a ddymunir. Mae antenâu cyfeirio yn aml yn antenâu corn deuol-polar, fel y gellir mesur polareiddio llorweddol a fertigol ar yr un pryd.
Dylai'r System Drosglwyddo allu allbynnu lefel pŵer hysbys sefydlog. Dylai'r amledd allbwn hefyd fod yn tiwnadwy (selectable), ac yn weddol sefydlog (mae sefydlog yn golygu bod yr amledd a gewch o'r trosglwyddydd yn agos at yr amlder rydych chi ei eisiau, nid yw'n amrywio llawer gyda thymheredd). Dylai'r trosglwyddydd gynnwys ychydig iawn o egni ar bob amledd arall (bydd rhywfaint o egni bob amser y tu allan i'r amledd a ddymunir, ond ni ddylai fod llawer o egni mewn harmonics, er enghraifft).
Yn syml, mae angen i'r System Derbyn benderfynu faint o bŵer a dderbynnir o'r antena prawf. Gellir gwneud hyn trwy fesurydd pŵer syml, sef dyfais ar gyfer mesur pŵer RF (amledd radio) a gellir ei gysylltu'n uniongyrchol â'r terfynellau antena trwy linell drosglwyddo (fel cebl cyfechelog gyda chysylltwyr math N neu SMA). Yn nodweddiadol mae'r derbynnydd yn system 50 Ohm, ond gall fod yn rhwystriant gwahanol os nodir hynny.
Sylwch fod y system trosglwyddo/derbyn yn aml yn cael ei disodli gan VNA. Mae mesuriad S21 yn trawsyrru amledd allan o borthladd 1 ac mae'n cofnodi'r pŵer a dderbyniwyd ym mhorthladd 2. Felly, mae VNA yn addas iawn ar gyfer y dasg hon; fodd bynnag nid dyma'r unig ddull o gyflawni'r dasg hon.
Mae'r System Leoli yn rheoli cyfeiriadedd yr antena prawf. Gan ein bod am fesur patrwm ymbelydredd yr antena prawf fel swyddogaeth ongl (yn nodweddiadol mewn cyfesurynnau sfferig), mae angen i ni gylchdroi'r antena prawf fel bod yr antena ffynhonnell yn goleuo'r antena prawf o bob ongl bosibl. Defnyddir y system leoli at y diben hwn. Yn Ffigur 1, rydym yn dangos yr AUT yn cael ei gylchdroi. Sylwch fod yna lawer o ffyrdd i berfformio'r cylchdro hwn; weithiau mae'r antena cyfeirio yn cael ei gylchdroi, ac weithiau mae'r antena cyfeirio ac AUT yn cael eu cylchdroi.
Nawr bod gennym yr holl offer gofynnol, gallwn drafod ble i wneud y mesuriadau.
Ble mae lle da ar gyfer ein mesuriadau antena? Efallai yr hoffech chi wneud hyn yn eich garej, ond byddai'r adlewyrchiadau o'r waliau, y nenfydau a'r llawr yn gwneud eich mesuriadau'n anghywir. Y lleoliad delfrydol i berfformio mesuriadau antena yw rhywle yn y gofod allanol, lle na all unrhyw adlewyrchiadau ddigwydd. Fodd bynnag, oherwydd bod teithio i'r gofod yn rhy ddrud ar hyn o bryd, byddwn yn canolbwyntio ar fesur lleoedd sydd ar wyneb y Ddaear. Gellir defnyddio Siambr Anechoic i ynysu'r gosodiad prawf antena wrth amsugno egni adlewyrchiedig gydag ewyn amsugno RF.
Ystodau Gofod Rhydd (Siambrau Anechoic)
Mae ystodau gofod rhydd yn lleoliadau mesur antena sydd wedi'u cynllunio i efelychu mesuriadau a fyddai'n cael eu perfformio yn y gofod. Hynny yw, mae'r holl donnau a adlewyrchir o wrthrychau cyfagos a'r ddaear (sy'n annymunol) yn cael eu hatal cymaint â phosib. Yr ystodau gofod rhydd mwyaf poblogaidd yw siambrau anechoic, ystodau uchel, a'r ystod gryno.
Siambrau Anechoic
Mae siambrau anechoic yn ystodau antena dan do. Mae'r waliau, y nenfydau a'r llawr wedi'u leinio â deunydd amsugno tonnau electromagnetig arbennig. Mae amrediadau dan do yn ddymunol oherwydd gall amodau'r prawf gael eu rheoli'n llawer llymach na'r meysydd awyr agored. Mae'r deunydd yn aml wedi'i danio mewn siâp hefyd, gan wneud y siambrau hyn yn eithaf diddorol i'w gweld. Mae'r siapiau triongl miniog wedi'u cynllunio fel bod yr hyn a adlewyrchir ohonynt yn tueddu i ymledu i gyfeiriadau ar hap, ac mae'r hyn sy'n cael ei adio at ei gilydd o'r holl adlewyrchiadau ar hap yn tueddu i adio'n anghydlynol ac felly'n cael ei atal ymhellach. Dangosir llun o siambr anechoic yn y llun canlynol, ynghyd â rhai offer prawf:
(Mae'r llun yn dangos prawf antena RFMISO)
Yr anfantais i siambrau anechoic yw bod angen iddynt fod yn eithaf mawr yn aml. Yn aml mae angen i antenâu fod sawl tonfedd i ffwrdd oddi wrth ei gilydd o leiaf i efelychu amodau maes pell. Felly, ar gyfer amleddau is gyda thonfeddi mawr mae angen siambrau mawr iawn, ond mae cyfyngiadau cost ac ymarferol yn aml yn cyfyngu ar eu maint. Mae'n hysbys bod gan rai cwmnïau contractio amddiffyn sy'n mesur Trawstoriad Radar awyrennau mawr neu wrthrychau eraill siambrau anechoic maint cyrtiau pêl-fasged, er nad yw hyn yn gyffredin. Yn nodweddiadol mae gan brifysgolion sydd â siambrau anechoic siambrau sydd 3-5 metr o hyd, lled ac uchder. Oherwydd y cyfyngiad maint, ac oherwydd bod deunydd amsugno RF fel arfer yn gweithio orau yn UHF ac yn uwch, mae siambrau anechoic yn cael eu defnyddio amlaf ar gyfer amleddau uwchlaw 300 MHz.
Ystodau Uchel
Mae Meysydd Tanio Uchel yn feysydd awyr agored. Yn y gosodiad hwn, mae'r ffynhonnell a'r antena dan brawf wedi'u gosod uwchben y ddaear. Gall yr antenâu hyn fod ar fynyddoedd, tyrau, adeiladau, neu lle bynnag y bydd rhywun yn canfod sy'n addas. Gwneir hyn yn aml ar gyfer antenâu mawr iawn neu ar amleddau isel (VHF ac is, <100 MHz) lle byddai mesuriadau dan do yn anhydrin. Dangosir y diagram sylfaenol o amrediad uchel yn Ffigur 2.
Ffigur 2. Darlun o amrediad uchel.
Nid yw'r antena ffynhonnell (neu antena cyfeirio) o reidrwydd ar ddrychiad uwch na'r antena prawf, fe wnes i ei ddangos felly yma. Rhaid i'r llinell welediad (LOS) rhwng y ddau antena (a ddangosir gan y pelydr du yn Ffigur 2) fod yn ddirwystr. Mae pob adlewyrchiad arall (fel y pelydr coch a adlewyrchir o'r ddaear) yn annymunol. Ar gyfer ystodau uchel, unwaith y bydd ffynhonnell a lleoliad antena prawf wedi'u pennu, bydd y gweithredwyr prawf wedyn yn penderfynu lle bydd yr adlewyrchiadau sylweddol yn digwydd, ac yn ceisio lleihau'r adlewyrchiadau o'r arwynebau hyn. Yn aml, defnyddir deunydd amsugno rf at y diben hwn, neu ddeunydd arall sy'n gwyro'r pelydrau i ffwrdd o'r antena prawf.
Ystodau Compact
Rhaid gosod yr antena ffynhonnell ym maes pellaf yr antena prawf. Y rheswm yw y dylai'r don a dderbynnir gan yr antena prawf fod yn don awyren ar gyfer y cywirdeb mwyaf. Gan fod antenâu yn pelydru tonnau sfferig, mae angen i'r antena fod yn ddigon pell fel bod y don sy'n pelydru o'r antena ffynhonnell oddeutu ton awyren - gweler Ffigur 3.
Ffigur 3. Mae antena ffynhonnell yn pelydru ton â blaen ton sfferig.
Fodd bynnag, ar gyfer siambrau dan do yn aml nid oes digon o wahanu i gyflawni hyn. Un dull o ddatrys y broblem hon yw trwy ystod gryno. Yn y dull hwn, mae antena ffynhonnell wedi'i gogwyddo tuag at adlewyrchydd, y mae ei siâp wedi'i gynllunio i adlewyrchu'r don sfferig mewn modd gweddol planar. Mae hyn yn debyg iawn i'r egwyddor y mae antena dysgl yn gweithredu arni. Dangosir y gweithrediad sylfaenol yn Ffigur 4.
Ffigur 4. Amrediad Compact - mae'r tonnau sfferig o'r antena ffynhonnell yn cael eu hadlewyrchu i fod yn planar (collimated).
Yn nodweddiadol, dymunir bod hyd yr adlewyrchydd parabolig sawl gwaith mor fawr â'r antena prawf. Mae'r antena ffynhonnell yn Ffigur 4 yn cael ei wrthbwyso o'r adlewyrchydd fel nad yw yn ffordd y pelydrau adlewyrchiedig. Rhaid bod yn ofalus hefyd er mwyn cadw unrhyw ymbelydredd uniongyrchol (cyplu cilyddol) o'r antena ffynhonnell i'r antena prawf.
Amser post: Ionawr-03-2024
