AntenaMesur yw'r broses o werthuso a dadansoddi perfformiad a nodweddion antena yn feintiol. Trwy ddefnyddio offer profi arbennig a dulliau mesur, rydym yn mesur yr enillion, y patrwm ymbelydredd, y gymhareb tonnau sefydlog, yr 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 canllawiau 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, enillion ac effeithlonrwydd antena yn anoddach ac mae angen llawer mwy o offer. Byddwn yn galw'r antena i'w mesur yn AUT, sy'n sefyll am Antenna Under Test. Mae'r offer sydd ei angen ar gyfer mesuriadau antena yn cynnwys:
Antena cyfeirio - Antena â nodweddion hysbys (enillion, patrwm, ac ati)
Trosglwyddydd Pŵer RF - Ffordd o chwistrellu ynni i'r AUT [Antenna Dan Brawf]
System derbynnydd - Mae hyn yn pennu faint o bŵer sy'n cael ei dderbyn gan yr antena cyfeirio
System leoli - Defnyddir y system hon i gylchdroi'r antena prawf o'i gymharu â'r antena ffynhonnell, i fesur y patrwm ymbelydredd fel swyddogaeth o ongl.
Dangosir diagram bloc o'r offer uchod yn Ffigur 1.
Ffigur 1. Diagram o'r offer mesur antena sydd ei angen.
Bydd y cydrannau hyn yn cael eu trafod yn fyr. Dylai'r Antena Gyfeirio belydru'n dda ar yr amledd prawf a ddymunir wrth gwrs. Yn aml, mae antenâu cyfeirio yn antenâu corn â pholariad deuol, fel y gellir mesur polariad llorweddol a fertigol ar yr un pryd.
Dylai'r System Drosglwyddo allu allbynnu lefel pŵer sefydlog hysbys. Dylai amledd yr allbwn hefyd fod yn diwniadwy (dewisadwy), ac yn rhesymol sefydlog (mae sefydlog yn golygu bod yr amledd a gewch o'r trosglwyddydd yn agos at yr amledd rydych chi ei eisiau, nad yw'n amrywio llawer gyda thymheredd). Dylai'r trosglwyddydd gynnwys ychydig iawn o ynni ar bob amledd arall (bydd rhywfaint o ynni bob amser y tu allan i'r amledd a ddymunir, ond ni ddylai fod llawer o ynni ar harmonigau, er enghraifft).
Mae angen i'r System Dderbyn benderfynu faint o bŵer sy'n cael ei dderbyn 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 therfynellau'r antena trwy linell drosglwyddo (fel cebl cyd-echelinol gyda chysylltwyr math-N neu SMA). Fel arfer, system 50 Ohm yw'r derbynnydd, ond gall fod ag impedans gwahanol os nodir hynny.
Sylwch fod y system trosglwyddo/derbyn yn aml yn cael ei disodli gan VNA. Mae mesuriad S21 yn trosglwyddo amledd allan o borthladd 1 ac yn cofnodi'r pŵer a dderbynnir 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 Lleoli yn rheoli cyfeiriadedd yr antena prawf. Gan ein bod ni eisiau mesur patrwm ymbelydredd yr antena prawf fel swyddogaeth o ongl (fel arfer 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 sawl ffordd o gyflawni'r cylchdro hwn; weithiau mae'r antena cyfeirio yn cael ei gylchdroi, ac weithiau mae'r antena cyfeirio a'r antena AUT yn cael eu cylchdroi.
Nawr bod gennym yr holl offer angenrheidiol, 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 gynnal mesuriadau antena yw rhywle yn y gofod allanol, lle na all unrhyw adlewyrchiadau ddigwydd. Fodd bynnag, oherwydd bod teithio i'r gofod ar hyn o bryd yn rhy ddrud, byddwn yn canolbwyntio ar leoedd mesur sydd ar wyneb y Ddaear. Gellir defnyddio Siambr Anechoig i ynysu'r gosodiad prawf antena wrth amsugno ynni adlewyrchol gydag ewyn amsugno RF.
Ystodau Gofod Rhydd (Siambrau Anechoig)
Lleoliadau mesur antena yw ystodau gofod rhydd sydd wedi'u cynllunio i efelychu mesuriadau a fyddai'n cael eu cynnal yn y gofod. Hynny yw, mae pob tonnau adlewyrchol o wrthrychau cyfagos a'r ddaear (sy'n annymunol) yn cael eu hatal cymaint â phosibl. Yr ystodau gofod rhydd mwyaf poblogaidd yw siambrau anecoig, ystodau uchel, a'r ystod gryno.
Siambrau Anechoig
Mae siambrau anechoig yn ystodau antena dan do. Mae'r waliau, y nenfydau a'r llawr wedi'u leinio â deunydd amsugno tonnau electromagnetig arbennig. Mae ystodau dan do yn ddymunol oherwydd gellir rheoli'r amodau prawf yn llawer mwy llym nag amodau ystodau awyr agored. Mae'r deunydd yn aml yn danheddog o ran siâp hefyd, gan wneud y siambrau hyn yn eithaf diddorol i'w gweld. Mae'r siapiau triongl danheddog wedi'u cynllunio fel bod yr hyn sy'n cael ei adlewyrchu ohonynt yn tueddu i ledaenu i gyfeiriadau ar hap, ac mae'r hyn sy'n cael ei ychwanegu at ei gilydd o'r holl adlewyrchiadau ar hap yn tueddu i ychwanegu'n anghyson ac felly'n cael ei atal ymhellach. Dangosir llun o siambr anechoig yn y llun canlynol, ynghyd â rhywfaint o offer profi:
(Mae'r llun yn dangos prawf antena RFMISO)
Yr anfantais i siambrau anechoig yw bod angen iddynt fod yn eithaf mawr yn aml. Yn aml, mae angen i antenâu fod sawl tonfedd i ffwrdd o'i gilydd o leiaf i efelychu amodau maes pell. Felly, ar gyfer amleddau is gyda thonfeddi mawr mae angen siambrau mawr iawn arnom, 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 Trawsdoriad Radar awyrennau mawr neu wrthrychau eraill siambrau anechoig maint cyrtiau pêl-fasged, er nad yw hyn yn gyffredin. Mae gan brifysgolion â siambrau anechoig siambrau sydd 3-5 metr o hyd, lled ac uchder fel arfer. Oherwydd y cyfyngiad maint, ac oherwydd bod deunydd amsugno RF fel arfer yn gweithio orau ar UHF ac uwch, defnyddir siambrau anechoig amlaf ar gyfer amleddau uwchlaw 300 MHz.
Ystodau Uchel
Mae Ystodau Uchel yn ystodau awyr agored. Yn y gosodiad hwn, mae'r ffynhonnell a'r antena sy'n cael eu profi wedi'u gosod uwchben y ddaear. Gall yr antenâu hyn fod ar fynyddoedd, tyrau, adeiladau, neu lle bynnag y mae rhywun yn ei chael yn addas. Gwneir hyn yn aml ar gyfer antenâu mawr iawn neu ar amleddau isel (VHF ac islaw, <100 MHz) lle byddai mesuriadau dan do yn anodd eu trin. Dangosir y diagram sylfaenol o ystod uchel yn Ffigur 2.
Ffigur 2. Darlun o ystod uchel.
Nid yw'r antena ffynhonnell (neu'r antena gyfeirio) o reidrwydd ar uchder uwch na'r antena prawf, fe'i dangosais felly yma. Rhaid i'r llinell olwg (LOS) rhwng y ddau antena (a ddangosir gan y pelydr du yn Ffigur 2) fod yn ddi-rwystr. Mae pob adlewyrchiad arall (fel y pelydr coch sy'n adlewyrchu o'r ddaear) yn annymunol. Ar gyfer ystodau uchel, unwaith y bydd lleoliad ffynhonnell ac antena prawf wedi'i bennu, yna mae'r gweithredwyr prawf yn penderfynu ble bydd yr adlewyrchiadau sylweddol yn digwydd, ac yn ceisio lleihau'r adlewyrchiadau o'r arwynebau hyn. Yn aml defnyddir deunydd sy'n 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 pell yr antena prawf. Y rheswm yw y dylai'r don a dderbynnir gan yr antena prawf fod yn don wastad er mwyn sicrhau'r cywirdeb mwyaf. Gan fod antenâu yn allyrru tonnau sfferig, mae angen i'r antena fod yn ddigon pell fel bod y don a allyrrir o'r antena ffynhonnell tua'n don wastad - 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 chyfeirio tuag at adlewyrchydd, y mae ei siâp wedi'i gynllunio i adlewyrchu'r don sfferig mewn modd bras wastad. Mae hyn yn debyg iawn i'r egwyddor y mae antena dysgl yn gweithredu arni. Dangosir y gweithrediad sylfaenol yn Ffigur 4.
Ffigur 4. Ystod Compact - mae'r tonnau sfferig o'r antena ffynhonnell yn cael eu hadlewyrchu i fod yn blanar (colimated).
Fel arfer, mae'n ddymunol i hyd yr adlewyrchydd parabolig fod sawl gwaith yn fwy na hyd yr antena prawf. Mae'r antena ffynhonnell yn Ffigur 4 wedi'i gosod oddi wrth yr adlewyrchydd fel nad yw'n rhwystr i'r pelydrau adlewyrchol. Rhaid bod yn ofalus hefyd er mwyn cadw unrhyw ymbelydredd uniongyrchol (cyplu cydfuddiannol) o'r antena ffynhonnell i'r antena prawf.
Amser postio: Ion-03-2024
