AntenneMjitting is it proses fan it kwantitatyf evaluearjen en analysearjen fan antenneprestaasjes en -karakteristiken. Troch spesjale testapparatuer en mjitmetoaden te brûken, mjitte wy de fersterking, it stralingspatroan, de steande weachferhâlding, de frekwinsjerespons en oare parameters fan 'e antenne om te ferifiearjen oft de ûntwerpspesifikaasjes fan 'e antenne oan 'e easken foldogge, de prestaasjes fan 'e antenne kontrolearje en ferbetteringsuggesties jaan. De resultaten en gegevens fan antennemjittingen kinne brûkt wurde om antenneprestaasjes te evaluearjen, ûntwerpen te optimalisearjen, systeemprestaasjes te ferbetterjen en begelieding en feedback te jaan oan antennefabrikanten en applikaasje-yngenieurs.
Ferplichte apparatuer yn antennemjittingen
Foar antennetests is it meast fûnemintele apparaat de VNA. It ienfâldichste type VNA is in 1-poarte VNA, dy't de impedânsje fan in antenne mjitte kin.
It mjitten fan it stralingspatroan, de fersterking en de effisjinsje fan in antenne is dreger en fereasket folle mear apparatuer. Wy sille de antenne dy't mjitten wurde moat de AUT neame, wat stiet foar Antenna Under Test. De fereaske apparatuer foar antennemjittingen omfettet:
In referinsjeantenne - In antenne mei bekende skaaimerken (fersterking, patroan, ensfh.)
In RF-krêftstjoerder - In manier om enerzjy yn 'e AUT te ynjeksjearjen [Antenne ûnder test]
In ûntfangersysteem - Dit bepaalt hoefolle stroom ûntfongen wurdt troch de referinsjeantenne
In posysjonearringssysteem - Dit systeem wurdt brûkt om de testantenne relatyf oan de boarneantenne te draaien, om it stralingspatroan te mjitten as funksje fan 'e hoeke.
In blokdiagram fan 'e boppesteande apparatuer wurdt werjûn yn figuer 1.
Figuer 1. Diagram fan fereaske antennemjitapparatuer.
Dizze komponinten sille koart besprutsen wurde. De Referinsje-antenne moat fansels goed útstrielje by de winske testfrekwinsje. Referinsje-antennes binne faak dûbelpolarisearre hoarnantennes, sadat horizontale en fertikale polarisaasje tagelyk metten wurde kinne.
It stjoersysteem moat by steat wêze om in stabyl bekend fermogensnivo út te jaan. De útfierfrekwinsje moat ek ynstelber (selektearber) en ridlik stabyl wêze (stabyl betsjut dat de frekwinsje dy't jo fan 'e stjoerder krije tichtby de winske frekwinsje leit, net folle farieart mei de temperatuer). De stjoerder moat by alle oare frekwinsjes tige min enerzjy befetsje (der sil altyd wat enerzjy wêze bûten de winske frekwinsje, mar der moat bygelyks net folle enerzjy wêze by harmoniken).
It ûntfangende systeem hoecht allinich te bepalen hoefolle stroom der ûntfongen wurdt fan 'e testantenne. Dit kin dien wurde fia in ienfâldige stroommeter, in apparaat foar it mjitten fan RF- (radiofrekwinsje) stroom en kin direkt ferbûn wurde mei de antenne-terminals fia in transmissieline (lykas in koaksiale kabel mei N-type of SMA-connectors). Typysk is de ûntfanger in systeem fan 50 Ohm, mar kin in oare impedânsje hawwe as dat spesifisearre is.
Tink derom dat it stjoer-/ûntfangstsysteem faak ferfongen wurdt troch in VNA. In S21-mjitting stjoert in frekwinsje út poarte 1 en registrearret it ûntfongen fermogen by poarte 2. Dêrom is in VNA tige geskikt foar dizze taak; it is lykwols net de ienige metoade om dizze taak út te fieren.
It posysjonearringssysteem kontrolearret de oriïntaasje fan 'e testantenne. Omdat wy it stralingspatroan fan 'e testantenne mjitte wolle as in funksje fan 'e hoeke (meastal yn sferyske koördinaten), moatte wy de testantenne draaie sadat de boarneantenne de testantenne fan elke mooglike hoeke ferljochtet. It posysjonearringssysteem wurdt hjirfoar brûkt. Yn figuer 1 litte wy sjen dat de AUT draaid wurdt. Tink derom dat d'r in protte manieren binne om dizze rotaasje út te fieren; soms wurdt de referinsjeantenne draaid, en soms wurde sawol de referinsje- as de AUT-antenne draaid.
No't wy alle nedige apparatuer hawwe, kinne wy beprate wêr't wy de mjittingen dwaan moatte.
Wêr is in goed plak foar ús antennemjittingen? Miskien wolle jo dit yn jo garaazje dwaan, mar de refleksjes fan 'e muorren, plafonds en flier soene jo mjittingen ûnkrekt meitsje. De ideale lokaasje om antennemjittingen út te fieren is earne yn 'e romte, dêr't gjin refleksjes foarkomme kinne. Omdat romtereizen op it stuit ûnbetelber djoer binne, sille wy ús lykwols rjochtsje op mjitplakken dy't op it ierdoerflak binne. In Anechoic Chamber kin brûkt wurde om de antennetestopstelling te isolearjen, wylst reflektearre enerzjy absorbearre wurdt mei RF-absorberjend skom.
Frije romte-ranges (Anechoyske keamers)
Frije romteberiken binne antennemjitlokaasjes dy't ûntworpen binne om mjittingen te simulearjen dy't yn 'e romte útfierd wurde soene. Dat wol sizze, alle reflektearre weagen fan objekten yn 'e buert en de grûn (dy't net winsklik binne) wurde safolle mooglik ûnderdrukt. De populêrste frije romteberiken binne anechoyske keamers, ferhege beriken en it kompakte berik.
Anechoyske keamers
Antechoïske keamers binne antenne-oanwêzigen foar binnen. De muorren, plafonds en flier binne beklaaid mei spesjaal materiaal dat elektromagnetyske weagen absorbearret. Binnenantennes binne winsklik, om't de testomstannichheden folle strakker kontroleare wurde kinne as dy fan bûtenantennes. It materiaal is faak ek gekarteld fan foarm, wêrtroch dizze keamers frij nijsgjirrich binne om te sjen. De gekarteld trijehoekige foarmen binne sa ûntwurpen dat wat derfan reflektearre wurdt, de neiging hat om yn willekeurige rjochtingen te fersprieden, en wat byinoar opteld wurdt fan alle willekeurige refleksjes, de neiging hat om ynkoherint op te tellen en wurdt sa fierder ûnderdrukt. In ôfbylding fan in anechoïske keamer wurdt werjûn yn 'e folgjende ôfbylding, tegearre mei wat testapparatuer:
(De ôfbylding lit de RFMISO-antennetest sjen)
It neidiel fan anechoyske keamers is dat se faak frij grut wêze moatte. Faak moatte antennes op syn minst ferskate golflingten fan elkoar ôf wêze om fierfjildomstannichheden te simulearjen. Dêrom hawwe wy foar legere frekwinsjes mei grutte golflingten tige grutte keamers nedich, mar kosten en praktyske beheiningen beheine faak har grutte. Guon ferdigeningskontraktbedriuwen dy't de radardwerstrochsneed fan grutte fleantugen of oare objekten mjitte, binne bekend om anechoyske keamers te hawwen sa grut as basketbalfjilden, hoewol dit net gewoan is. Universiteiten mei anechoyske keamers hawwe typysk keamers dy't 3-5 meter lang, breed en heech binne. Fanwegen de gruttebeperking, en om't RF-absorberend materiaal typysk it bêste wurket by UHF en heger, wurde anechoyske keamers it meast brûkt foar frekwinsjes boppe 300 MHz.
Ferhege beriken
Ferhege berik binne beriken foar bûten. Yn dizze opset binne de boarne en antenne dy't test wurde boppe de grûn monteard. Dizze antennes kinne op bergen, tuorren, gebouwen of wêr't men dat geskikt fynt, wêze. Dit wurdt faak dien foar tige grutte antennes of by lege frekwinsjes (VHF en leger, <100 MHz) wêr't mjittingen binnen net maklik te dwaan binne. It basisdiagram fan in ferhege berik wurdt werjûn yn figuer 2.
Figuer 2. Yllustraasje fan ferhege berik.
De boarneantenne (of referinsjeantenne) is net needsaaklikerwize op in hegere hichte as de testantenne, ik haw it hjir krekt sa sjen litten. De sichtline (LOS) tusken de twa antennes (yllustrearre troch de swarte striel yn figuer 2) moat frij wêze. Alle oare refleksjes (lykas de reade striel dy't fan 'e grûn reflektearre wurdt) binne net winsklik. Foar ferhege beriken, as in boarne- en testantennelokaasje bepaald binne, bepale de testoperators wêr't de wichtige refleksjes sille foarkomme, en besykje de refleksjes fan dizze oerflakken te minimalisearjen. Faak wurdt rf-absorberend materiaal foar dit doel brûkt, of oar materiaal dat de strielen fan 'e testantenne ôfbûcht.
Kompakte beriken
De boarneantenne moat yn it fiere fjild fan 'e testantenne pleatst wurde. De reden is dat de weach dy't troch de testantenne ûntfongen wurdt in flak weach wêze moat foar maksimale krektens. Om't antennes sferyske weagen útstrielje, moat de antenne fier genôch wêze, sadat de weach dy't fan 'e boarneantenne útstrielet sawat in flak weach is - sjoch figuer 3.
Figuer 3. In boarneantenne straalt in weach út mei in sferysk weachfront.
Foar binnenkeamers is der lykwols faak net genôch skieding om dit te berikken. Ien metoade om dit probleem op te lossen is fia in kompakt berik. Yn dizze metoade wurdt in boarne-antenne rjochte op in reflektor, waans foarm ûntworpen is om de sferyske weach op in sawat planêre manier te reflektearjen. Dit is tige ferlykber mei it prinsipe wêrop in skûtelantenne wurket. De basisoperaasje wurdt werjûn yn figuer 4.
Figuer 4. Kompakt berik - de sferyske weagen fan 'e boarneantenne wurde reflektearre om planêr (kollimearre) te wêzen.
De lingte fan 'e parabolyske reflektor is typysk winsklik om ferskate kearen sa grut te wêzen as de testantenne. De boarneantenne yn figuer 4 is ferpleatst fan 'e reflektor, sadat it net yn 'e wei sit fan 'e reflektearre strielen. Soarch moat ek betracht wurde om direkte strieling (ûnderlinge koppeling) fan 'e boarneantenne nei de testantenne te foarkommen.
Pleatsingstiid: Jan-03-2024
