Антеннаөлшеу - антеннаның өнімділігі мен сипаттамаларын сандық бағалау және талдау процесі. Арнайы сынақ жабдығы мен өлшеу әдістерін пайдалана отырып, біз антеннаның конструктивті сипаттамалары талаптарға сай келетінін тексеру, антеннаның өнімділігін тексеру және антеннаның күшеюін, сәулелену үлгісін, тұрақты толқын қатынасын, жиілік реакциясын және антеннаның басқа параметрлерін өлшейміз. жақсарту бойынша ұсыныстар беріңіз. Антеннаны өлшеу нәтижелері мен деректерін антеннаның өнімділігін бағалау, дизайнды оңтайландыру, жүйе өнімділігін жақсарту және антенна өндірушілері мен қолданба инженерлеріне нұсқаулық пен кері байланыс қамтамасыз ету үшін пайдалануға болады.
Антенна өлшемдеріндегі қажетті жабдық
Антеннаны тексеру үшін ең іргелі құрылғы VNA болып табылады. VNA-ның ең қарапайым түрі - антеннаның кедергісін өлшеуге қабілетті 1 портты VNA.
Антеннаның сәулелену үлгісін, күшеюін және тиімділігін өлшеу қиынырақ және көп жабдықты қажет етеді. Біз өлшенетін антеннаны AUT деп атаймыз, ол антенна сынақтан өтуді білдіреді. Антеннаны өлшеу үшін қажетті жабдық мыналарды қамтиды:
Антенна анықтамалық антенна - Белгілі сипаттамалары бар антенна (күшеу, үлгі, т.б.)
РЖ қуат таратқышы - AUT-ге энергияны енгізу тәсілі [Антенна сыналуда]
Қабылдағыш жүйесі - Бұл анықтамалық антеннаның қанша қуат алатынын анықтайды
Позициялау жүйесі - Бұл жүйе бастапқы антеннаға қатысты сынақ антеннасын бұру үшін, бұрыш функциясы ретінде сәулелену үлгісін өлшеу үшін қолданылады.
Жоғарыда аталған жабдықтың құрылымдық схемасы 1-суретте көрсетілген.
Сурет 1. Қажетті антеннаны өлшеу жабдығының диаграммасы.
Бұл компоненттер қысқаша талқыланады. Антенналық антенна, әрине, қажетті сынақ жиілігінде жақсы сәулеленуі керек. Антенналық антенналар көбінесе қос поляризацияланған мүйізді антенналар болып табылады, сондықтан көлденең және тік поляризацияны бір уақытта өлшеуге болады.
Тарату жүйесі тұрақты белгілі қуат деңгейін шығаруға қабілетті болуы керек. Шығу жиілігі де реттелетін (таңдалатын) және жеткілікті тұрақты болуы керек (тұрақты дегенді білдіреді, сіз таратқыштан алатын жиілік сіз қалаған жиілікке жақын, температураға байланысты көп өзгермейді). Таратқышта барлық басқа жиіліктерде өте аз энергия болуы керек (әрқашан қажетті жиіліктен тыс энергия болады, бірақ, мысалы, гармоникада көп энергия болмауы керек).
Қабылдау жүйесі сынақ антеннасынан қанша қуат алатынын анықтауы керек. Мұны РЖ (радио жиілік) қуатын өлшеуге арналған құрылғы болып табылатын қарапайым қуат өлшегіші арқылы жасауға болады және тікелей антенна терминалдарына жіберу желісі арқылы қосылуға болады (мысалы, N-типті немесе SMA қосқыштары бар коаксиалды кабель). Әдетте қабылдағыш 50 Ом жүйе болып табылады, бірақ егер көрсетілген болса, басқа кедергі болуы мүмкін.
Жіберу/қабылдау жүйесі жиі VNA-мен ауыстырылатынын ескеріңіз. S21 өлшеуі 1-порттан жиілікті жібереді және 2-портта қабылданған қуатты жазады. Демек, VNA бұл тапсырмаға өте қолайлы; бірақ бұл тапсырманы орындаудың жалғыз әдісі емес.
Орналасқан жерді анықтау жүйесі сынақ антеннасының бағытын басқарады. Біз сынақ антеннасының сәулелену үлгісін бұрыш функциясы ретінде өлшегіміз келетіндіктен (әдетте сфералық координаттарда), бастапқы антенна сынақ антеннасын барлық мүмкін бұрыштардан жарықтандыратындай етіп сынақ антеннасын бұруымыз керек. Бұл үшін позициялау жүйесі қолданылады. 1-суретте біз AUT айналуын көрсетеміз. Бұл айналымды орындаудың көптеген жолдары бар екенін ескеріңіз; кейде анықтамалық антенна айналады, ал кейде анықтамалық және AUT антенналары да айналады.
Енді бізде барлық қажетті құрал-жабдықтар бар, біз өлшемдерді қайда жүргізу керектігін талқылай аламыз.
Антеннаны өлшеу үшін қай жерде жақсы орын бар? Мүмкін сіз мұны гаражыңызда жасағыңыз келетін шығар, бірақ қабырғалардан, төбелерден және еденнен шағылыстар өлшеулеріңізді дәл емес етеді. Антеннаны өлшеу үшін тамаша орын - ешқандай шағылыспайтын ғарыш кеңістігінің бір жері. Дегенмен, ғарышқа саяхат қазіргі уақытта өте қымбат болғандықтан, біз жер бетіндегі өлшеу орындарына назар аударамыз. Антеннаны сынау қондырғысын РЖ жұтатын көбікпен шағылысқан энергияны жұту кезінде антенналық камераны оқшаулау үшін пайдалануға болады.
Бос ғарыштық диапазондар (анехоикалық камералар)
Бос кеңістік диапазондары кеңістікте орындалатын өлшемдерді имитациялауға арналған антеннаны өлшеу орындары болып табылады. Яғни, жақын орналасқан объектілерден және жерден (қажет емес) барлық шағылысқан толқындар мүмкіндігінше басылады. Ең танымал бос кеңістік диапазондары - анекогенді камералар, жоғары диапазондар және ықшам диапазон.
Анекотикалық камералар
Анекотикалық камералар - ішкі антенна диапазоны. Қабырғалар, төбелер мен еден арнайы электромагниттік толқындарды сіңіретін материалмен қапталған. Ішкі диапазондар қажет, өйткені сынақ жағдайлары сыртқы диапазондарға қарағанда әлдеқайда қатаң бақылауға болады. Материалдың пішіні де жиі кесілген, бұл камераларды көруге өте қызықты етеді. Кесілген үшбұрыш фигуралары олардан шағылысқан нәрсе кездейсоқ бағыттарда таралатындай етіп жасалған, ал барлық кездейсоқ шағылысулардан қосылған нәрсе үйлесімсіз қосылуға бейім және осылайша одан әрі басылады. Анекотикалық камераның суреті кейбір сынақ жабдықтарымен бірге келесі суретте көрсетілген:
(Суретте RFMISO антенна сынағы көрсетілген)
Анекотикалық камералардың кемшілігі - олар көбінесе өте үлкен болуы керек. Көбінесе антенналар алыс өріс жағдайларын имитациялау үшін бір-бірінен ең аз дегенде бірнеше толқын ұзындығында болуы керек. Демек, үлкен толқын ұзындығы бар төменгі жиіліктер үшін бізге өте үлкен камералар қажет, бірақ шығындар мен практикалық шектеулер көбінесе олардың өлшемін шектейді. Үлкен ұшақтардың немесе басқа объектілердің радарлық қимасын өлшейтін кейбір қорғаныс мердігерлік компанияларында қарапайым емес болса да, баскетбол алаңындай өлшемді анекогендік камералар бар екені белгілі. Анекотикалық камералары бар университеттерде әдетте ұзындығы, ені және биіктігі 3-5 метр болатын камералар болады. Өлшемді шектеуге байланысты және РЖ жұтатын материал әдетте UHF және одан жоғары температурада жақсы жұмыс істейтіндіктен, анекогенді камералар 300 МГц-тен жоғары жиіліктер үшін жиі пайдаланылады.
Жоғары диапазондар
Көтерілген диапазондар сыртқы диапазондар болып табылады. Бұл орнатуда сыналатын көз және антенна жердің үстіне орнатылады. Бұл антенналар тауларда, мұнараларда, ғимараттарда немесе қолайлы деп тапқан жерде болуы мүмкін. Бұл көбінесе өте үлкен антенналар үшін немесе ішкі өлшемдер қиын болатын төмен жиіліктерде (VHF және одан төмен, <100 МГц) жасалады. Көтерілген диапазонның негізгі диаграммасы 2-суретте көрсетілген.
Сурет 2. Көтерілген диапазонның иллюстрациясы.
Бастапқы антенна (немесе анықтамалық антенна) сынақ антеннасынан жоғары биіктікте болуы міндетті емес, мен оны дәл осы жерде көрсеттім. Екі антеннаның арасындағы көру сызығы (LOS) (2-суреттегі қара сәулемен суреттелген) кедергісіз болуы керек. Барлық басқа шағылысулар (мысалы, жерден шағылысқан қызыл сәуле) қажет емес. Жоғары диапазондар үшін көз және сынақ антеннасының орны анықталғаннан кейін сынақ операторлары маңызды шағылысулардың қай жерде болатынын анықтайды және осы беттерден шағылысуларды азайтуға тырысады. Көбінесе бұл мақсат үшін RF жұтқыш материал немесе сынақ антеннасынан сәулелерді бұрып жіберетін басқа материал қолданылады.
Шағын диапазондар
Бастапқы антенна сынақ антеннасының алыс өрісіне орналастырылуы керек. Себебі, сынақ антеннасы қабылдаған толқын максималды дәлдік үшін жазық толқын болуы керек. Антенналар сфералық толқындарды шығаратындықтан, антенна бастапқы антеннадан таралатын толқын шамамен жазық толқын болатындай жеткілікті қашықтықта болуы керек - 3-суретті қараңыз.
Сурет 3. Бастапқы антенна сфералық толқындық фронты бар толқынды шығарады.
Дегенмен, жабық камералар үшін бұған жету үшін жиі бөлу жеткіліксіз. Бұл мәселені шешудің бір әдісі - ықшам диапазон. Бұл әдісте бастапқы антенна рефлекторға бағытталған, оның пішіні сфералық толқынды шамамен жазық түрде көрсетуге арналған. Бұл ыдыс-аяқ антеннасының жұмыс істеу принципіне өте ұқсас. Негізгі операция 4-суретте көрсетілген.
Сурет 4. Ықшам диапазон – бастапқы антеннадан келетін сфералық толқындар жазық (коллимацияланған) болып көрінеді.
Параболалық рефлектордың ұзындығы әдетте сынақ антеннасынан бірнеше есе үлкен болуы керек. 4-суреттегі бастапқы антенна шағылысқан сәулелердің жолында болмайтындай етіп рефлектордан ығысқан. Көз антеннасынан сынақ антеннасына кез келген тікелей сәулеленуді (өзара байланыс) сақтау үшін де мұқият болу керек.
Жіберу уақыты: 03 қаңтар 2024 ж
