Antennemjitting is it proses fan kwantitatyf evaluearjen en analysearjen fan antenneprestaasjes en skaaimerken. Troch spesjale testapparatuer en mjitmetoaden te brûken, mjitte wy de winst, strielingspatroan, steande golfferhâlding, frekwinsje-antwurd en oare parameters fan 'e antenne om te kontrolearjen oft de ûntwerpspesifikaasjes fan' e antenne foldogge oan 'e easken, kontrolearje de prestaasjes fan' e antenne, en foarsjen ferbetterings suggestjes. De resultaten en gegevens fan antennemjittingen kinne wurde brûkt om antenneprestaasjes te evaluearjen, ûntwerpen te optimalisearjen, systeemprestaasjes te ferbetterjen en begelieding en feedback te jaan oan antennefabrikanten en applikaasje-yngenieurs.
Fereaske apparatuer yn antennemjittingen
Foar antennetesten is it meast fûnemintele apparaat de VNA. It ienfâldichste type VNA is in 1-poarte VNA, dy't de impedânsje fan in antenne kin mjitte.
It mjitten fan it stralingspatroan, winst en effisjinsje fan in antenne is dreger en fereasket folle mear apparatuer. Wy sille de te mjitten antenne neame de AUT, wat stiet foar Antenna Under Test. De fereaske apparatuer foar antennemjittingen omfetsje:
In referinsjeantenne - In antenne mei bekende skaaimerken (winst, patroan, ensfh.)
In RF Power Transmitter - In manier om enerzjy yn 'e AUT te ynjeksje [Antenne Under Test]
In ûntfanger systeem - Dit bepaalt hoefolle macht wurdt ûntfongen troch de referinsje antenne
In posysjesysteem - Dit systeem wurdt brûkt om de testantenne te rotearjen relatyf oan 'e boarneantenne, om it strielingspatroan te mjitten as funksje fan hoeke.
In blokdiagram fan de boppesteande apparatuer wurdt werjûn yn figuer 1.
figuer 1. Diagram fan fereaske antenne mjitting apparatuer.
Dizze komponinten sille koart besprutsen wurde. De Reference Antenne moat fansels goed útstrielje op de winske test frekwinsje. Referinsjeantennes binne faak dûbelpolarisearre hoarnantennes, sadat horizontale en fertikale polarisaasje tagelyk mjitten wurde kinne.
It útstjoersysteem moat by steat wêze om in stabile bekend krêftnivo út te jaan. De útfierfrekwinsje moat ek ynstelber wêze (selekteare), en ridlik stabyl (stabyl betsjut dat de frekwinsje dy't jo krije fan 'e stjoerder tichtby de frekwinsje is dy't jo wolle, ferskilt net folle mei temperatuer). De stjoerder moat heul min enerzjy befetsje by alle oare frekwinsjes (d'r sil altyd wat enerzjy wêze bûten de winske frekwinsje, mar d'r soe bygelyks net in soad enerzjy wêze moatte by harmoniken).
It Untfangsysteem moat gewoan bepale hoefolle macht wurdt ûntfongen fan 'e testantenne. Dit kin dien wurde fia in ienfâldige macht meter, dat is in apparaat foar it mjitten fan RF (radio frekwinsje) macht en kin wurde ferbûn direkt mei de antenne terminals fia in oerdracht line (lykas in koaksiale kabel mei N-type of SMA Anschlüsse). Typysk is de ûntfanger in 50 Ohm-systeem, mar kin in oare impedânsje wêze as oantsjutte.
Tink derom dat it ferstjoeren / ûntfange systeem wurdt faak ferfongen troch in VNA. In S21-mjitting stjoert in frekwinsje út haven 1 en registrearret de ûntfongen macht by haven 2. Dêrfandinne, in VNA is goed geskikt foar dizze taak; it is lykwols net de ienige metoade foar it útfieren fan dizze taak.
It Posysjesysteem kontrolearret de oriïntaasje fan 'e testantenne. Om't wy it strielingspatroan fan 'e testantenne wolle mjitte as funksje fan hoeke (typysk yn sfearyske koördinaten), moatte wy de testantenne rotearje sadat de boarneantenne de testantenne út elke mooglike hoeke ferljochtet. Foar dit doel wurdt it posysjonearringsysteem brûkt. Yn figuer 1 litte wy sjen dat de AUT wurdt rotearre. Tink derom dat d'r in protte manieren binne om dizze rotaasje út te fieren; soms wurdt de referinsjeantenne rotearre, en soms wurde sawol de referinsje- as AUT-antennes rotearre.
No't wy alle nedige apparatuer hawwe, kinne wy beprate wêr't de mjittingen moatte wurde útfierd.
Wêr is in goed plak foar ús antennemjittingen? Miskien wolle jo dit dwaan yn jo garaazje, 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 bûtenromte, wêr't gjin refleksjes kinne foarkomme. Om't romtereizen op it stuit lykwols te djoer is, sille wy ús rjochtsje op mjitplakken dy't op it oerflak fan 'e ierde lizze. In Anechoic Chamber kin brûkt wurde om de antenne-test-opstelling te isolearjen by it absorbearjen fan reflekteare enerzjy mei RF-absorberend skom.
Free Space Ranges (Anechoic Chambers)
Frije romteberiken binne antennemetingslokaasjes ûntworpen om mjittingen te simulearjen dy't yn 'e romte soene wurde útfierd. Dat is, alle reflektearre weagen fan tichtby objekten en de grûn (dy't net winske binne) wurde safolle mooglik ûnderdrukt. De meast populêre frije romte berik binne anechoic keamers, ferhege berik, en it kompakte berik.
Anechoic Chambers
Anechoic keamers binne indoor antenne berik. De muorren, plafonds en flier binne bekleed mei spesjale elektromagnetyske weagenabsorberend materiaal. Binnenbereiken binne winsklik om't de testbetingsten folle strakker kinne wurde kontroleare dan dy fan bûtenbereiken. It materiaal is faak ek yn foarm, wêrtroch dizze keamers hiel nijsgjirrich binne om te sjen. De grillige trijehoekfoarmen binne sa ûntwurpen dat wat derút reflekteart yn willekeurige rjochtingen ferspriedt, en wat út alle willekeurige wjerspegelingen gearfoege wurdt, hat de neiging om ûnkoherint ta te foegjen en wurdt sadwaande fierder ûnderdrukt. In foto fan in anechoïske keamer wurdt werjûn yn 'e folgjende foto, tegearre mei wat testapparatuer:
(De ôfbylding lit de RFMISO-antennetest sjen)
It neidiel fan anechoïske keamers is dat se faak frij grut moatte wêze. Faak moatte antennes op syn minst ferskate golflingten fan elkoar ôf wêze om betingsten foar fierfjilden te simulearjen. Dêrom hawwe wy foar legere frekwinsjes mei grutte golflingten heul grutte keamers nedich, mar kosten en praktyske beheiningen beheine har grutte faak. Guon bedriuwen foar definsjekontraktearring dy't de Radar-dwarssneed mjitte fan grutte fleantugen of oare objekten binne bekend dat se anechoïske keamers hawwe de grutte fan basketbalbanen, hoewol dit net gewoan is. Universiteiten mei anechoïske keamers hawwe typysk keamers dy't 3-5 meter yn lingte, breedte en hichte binne. Fanwegen de grutte beheining, en om't RF-absorberend materiaal typysk it bêste wurket by UHF en heger, wurde anechoïske keamers meast brûkt foar frekwinsjes boppe 300 MHz.
Ferhege Ranges
Ferhege berik binne bûtengebieten. Yn dizze opset wurde de boarne en de teste antenne boppe de grûn monteard. Dizze antennes kinne wêze op bergen, tuorren, gebouwen, of wêr dan ek fynt dat geskikt is. Dit wurdt faak dien foar heul grutte antennes as op lege frekwinsjes (VHF en ûnder, <100 MHz) wêr't mjittingen binnen yn 'e rin fan' e rin fan 'e rin binne. It basisdiagram fan in ferhege berik wurdt werjûn yn figuer 2.
figuer 2. Yllustraasje fan ferhege berik.
De boarneantenne (as referinsjeantenne) is net needsaaklik op in hegere hichte as de testantenne, ik haw it hjir krekt sa sjen litten. De line fan sicht (LOS) tusken de twa antennes (yllustrearre troch de swarte ray yn figuer 2) moat wêze unobstructed. Alle oare wjerspegelingen (lykas de reade ray reflektearre út de grûn) binne net winske. Foar ferhege berik, as ienris in boarne en testantennelokaasje binne bepaald, bepale de testoperators dan wêr't de wichtige refleksjes sille foarkomme, en besykje de refleksjes fan dizze oerflakken te minimalisearjen. Faak rf absorberende materiaal wurdt brûkt foar dit doel, of oar materiaal dat deflects de strielen fuort fan de test antenne.
Kompakte berik
De boarneantenne moat yn it fiere fjild fan 'e testantenne pleatst wurde. De reden is dat de welle ûntfongen troch de testantenne in fleantúchwelle moat wêze foar maksimale krektens. Om't antennes sfearyske weagen útstrielje, moat de antenne sa fier genôch wêze dat de welle dy't útstjoerd wurdt fan 'e boarneantenne sawat in flachwelle is - sjoch figuer 3.
figuer 3. In boarne antenne strielet in weach mei in bolfoarmige wavefront.
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 is ûntworpen om de sfearyske weach op in sawat plane manier te reflektearjen. Dit is heul gelyk oan it prinsipe wêrop in skûtelantenne wurket. De basis operaasje wurdt werjûn yn figuer 4.
figuer 4. Compact Range - de bolfoarmige weagen út de boarne antenne wurde wjerspegele te wêzen planar (kollimated).
De lingte fan 'e parabolyske reflektor is typysk winske om ferskate kearen sa grut te wêzen as de testantenne. De boarne antenne yn figuer 4 is offset út de reflector sadat it is net yn 'e wei fan' e wjerspegele rays. Der moat ek foarsichtich wêze om direkte strieling (ûnderlinge koppeling) fan 'e boarneantenne nei de testantenne te hâlden.
Post tiid: Jan-03-2024
