AntenneMiessung ass de Prozess vun der quantitativer Evaluatioun an Analyse vun der Antenneleistung a Charakteristiken. Mat Hëllef vu speziellen Testausrüstung a Miessmethoden moosse mir de Gewënn, Stralungsmuster, Standwellenverhältnis, Frequenzreaktioun an aner Parameter vun der Antenne fir z'iwwerpréiwen ob d'Design Spezifikatioune vun der Antenne den Ufuerderunge entspriechen, d'Leeschtung vun der Antenne kontrolléieren, an Verbesserungsvirschléi ubidden. D'Resultater an Daten vun Antennemiessunge kënne benotzt ginn fir d'Antenneleistung ze evaluéieren, Designen ze optimiséieren, d'Systemleistung ze verbesseren, a Leedung a Feedback un d'Antennehersteller an d'Applikatiounsingenieuren ze bidden.
Néideg Ausrüstung an Antenne Miessunge
Fir Antennentesten ass de fundamentalsten Apparat de VNA. Déi einfachst Zort VNA ass en 1-Port VNA, deen d'Impedanz vun enger Antenne moosse kann.
D'Messung vum Stralungsmuster, Gewënn an Effizienz vun enger Antenne ass méi schwéier a erfuerdert vill méi Ausrüstung. Mir nennen d'Antenne fir ze moossen den AUT, wat fir Antenna Under Test steet. Déi erfuerderlech Ausrüstung fir Antennemessungen enthalen:
Eng Referenzantenne - Eng Antenne mat bekannte Charakteristiken (Gewënn, Muster, etc)
En RF Power Sender - E Wee fir Energie an den AUT ze sprëtzen [Antenne Under Test]
En Empfängersystem - Dëst bestëmmt wéi vill Kraaft vun der Referenzantenne kritt gëtt
E Positionéierungssystem - Dëse System gëtt benotzt fir d'Testantenne relativ zu der Quellantenne ze rotéieren, fir d'Stralungsmuster als Funktioun vum Wénkel ze moossen.
E Blockdiagramm vun der uewe genannter Ausrüstung gëtt an der Figur 1 gewisen.
Figur 1. Diagramm vun néideg Antenne Mooss Equipement.
Dës Komponente wäerte kuerz diskutéiert ginn. D'Referenzantenne soll natierlech op der gewënschter Testfrequenz gutt ausstrahlen. Referenzantenne sinn dacks duebel-polariséiert Hornantennen, sou datt horizontal a vertikal Polariséierung gläichzäiteg gemooss kënne ginn.
Den Iwwerdroungssystem soll fäeg sinn e stabile bekannte Kraaftniveau auszeginn. D'Ausgangsfrequenz soll och tunbar sinn (selektiv), a raisonnabel stabil (stabil heescht datt d'Frequenz, déi Dir vum Sender kritt, no bei der Frequenz ass, déi Dir wëllt, variéiert net vill mat der Temperatur). De Sender soll ganz wéineg Energie bei allen anere Frequenzen enthalen (et gëtt ëmmer e bëssen Energie ausserhalb vun der gewënschter Frequenz, awer et sollt net vill Energie bei Harmonie sinn, zum Beispill).
Den Empfangssystem muss einfach bestëmmen wéi vill Kraaft vun der Testantenne kritt gëtt. Dëst kann iwwer en einfache Kraaftmeter gemaach ginn, deen en Apparat ass fir RF (Radiofrequenz) Kraaft ze moossen an direkt un d'Antenneklemmen iwwer eng Iwwerdroungslinn verbonne ka ginn (wéi e Koaxialkabel mat N-Typ oder SMA Stecker). Typesch ass den Empfänger e 50 Ohm System, awer kann eng aner Impedanz sinn wann spezifizéiert.
Bedenkt datt d'Transmissioun / Empfang System dacks duerch e VNA ersat gëtt. Eng S21 Miessung iwwerdréit eng Frequenz aus dem Hafen 1 a registréiert d'empfangene Kraaft um Hafen 2. Dofir ass e VNA gutt fir dës Aufgab; et ass awer net déi eenzeg Method fir dës Aufgab auszeféieren.
De Positionéierungssystem kontrolléiert d'Orientéierung vun der Testantenne. Well mir d'Stralungsmuster vun der Testantenne als Funktioun vum Wénkel moosse wëllen (typesch a kugelfërmeg Koordinaten), musse mir d'Testantenne rotéieren sou datt d'Quellantenne d'Testantenne aus all méigleche Wénkel beliicht. De Positionéierungssystem gëtt fir dësen Zweck benotzt. An der Figur 1 weisen mir datt den AUT rotéiert gëtt. Bedenkt datt et vill Manéiere dës Rotatioun ze Leeschtunge; heiansdo ass d'Referenz Antenne rotéiert, an heiansdo souwuel d'Referenz an AUT Antennen rotéiert.
Elo datt mir all déi erfuerderlech Ausrüstung hunn, kënne mir diskutéieren wou mir d'Miessunge maachen.
Wou ass eng gutt Plaz fir eis Antennemiessungen? Vläicht wëllt Dir dat an Ärer Garage maachen, awer d'Reflexioune vun de Maueren, Plafongen a Buedem géifen Är Miessunge ongenau maachen. Déi ideal Plaz fir Antennemiessungen auszeféieren ass iergendwou am baussenzege Raum, wou keng Reflexioune kënne geschéien. Well d'Raumreesen awer momentan onheemlech deier sinn, konzentréiere mir eis op Miessplazen, déi op der Äerduewerfläch sinn. Eng Anechoic Chamber kann benotzt ginn fir d'Antenne Test Setup ze isoléieren wärend reflektéiert Energie mam RF absorbéierende Schaum absorbéiert gëtt.
Free Space Ranges (Anechoic Chambers)
Fräiraumberäicher sinn Antennemessplazen entworf fir Miessunge ze simuléieren déi am Weltall ausgefouert ginn. Dat ass, all reflektéiert Wellen aus Emgéigend Objeten an de Buedem (déi ongewollt sinn) sou vill wéi méiglech ënnerdréckt ginn. Déi populärste Fräiraumberäicher sinn anechoesch Kammern, erhiewte Beräicher, an déi kompakt Gamme.
Anechoic Chambers
Anechoic Chambers sinn Indoor Antenneberäicher. D'Maueren, d'Plafongen an de Buedem si mat speziellen elektromagnetesche Wellenabsorbermaterial bedeckt. Indoor Range si wënschenswäert well d'Testbedéngungen vill méi streng kontrolléiert kënne ginn wéi déi vun Outdoor Rangen. D'Material ass dacks och an der Form gekippt, sou datt dës Kammern zimlech interessant sinn ze gesinn. Déi geckeg Dräieckforme si sou entworf datt dat wat vun hinnen reflektéiert tendéiert sech an zoufälleg Richtungen ze verbreeden, a wat aus all de zoufälleg Reflexiounen zesummegefaasst gëtt, tendéiert inkohärent derbäi ze ginn an doduerch weider ënnerdréckt gëtt. E Bild vun enger anechoic Chamber gëtt am folgende Bild gewisen, zesumme mat e puer Testausrüstung:
(D'Bild weist den RFMISO Antennentest)
Den Nodeel vun anechoesche Kammern ass datt se dacks zimlech grouss musse sinn. Oft mussen Antennen op e Minimum e puer Wellelängten vuneneen ewech sinn fir wäitfeldbedéngungen ze simuléieren. Dofir brauche mir fir méi niddereg Frequenzen mat grousse Wellelängten ganz grouss Kammern, awer d'Käschte a praktesch Aschränkungen limitéieren dacks hir Gréisst. E puer Verteidegungsvertragsfirmen, déi de Radar Querschnitt vu grousse Fligeren oder aner Objeten moossen, si bekannt datt se anechoesch Chambers d'Gréisst vun Basketball Geriichter hunn, obwuel dëst net normal ass. Universitéiten mat anechoic Chambers hunn typesch Chambers déi 3-5 Meter an der Längt, Breet an Héicht sinn. Wéinst der Gréisstbeschränkung, a well RF-absorbéierend Material typesch am Beschten bei UHF a méi héich funktionnéiert, ginn anechoesch Chambers meeschtens fir Frequenzen iwwer 300 MHz benotzt.
Erhiewt Beräicher
Héicht Ranges sinn Outdoor Beräicher. An dësem Setup sinn d'Quell an d'Antenne ënner Test iwwer dem Buedem montéiert. Dës Antennen kënnen op Bierger, Tierm, Gebaier sinn, oder iwwerall wou een dat passt. Dëst gëtt dacks gemaach fir ganz grouss Antennen oder bei niddrege Frequenzen (VHF an ënner, <100 MHz) wou Indoor Miessunge intractabel wieren. D'Basisdiagramm vun engem erhiewte Beräich gëtt an der Figur 2 gewisen.
Figur 2. Illustratioun vun erhiewt Gamme.
D'Quellantenne (oder d'Referenzantenne) ass net onbedéngt op enger méi héijer Héicht wéi d'Testantenne, ech hunn et hei just esou gewisen. D'Siichtlinn (LOS) tëscht den zwou Antennen (illustréiert vum schwaarze Strahl an der Figur 2) muss onbegrenzt sinn. All aner Reflexiounen (wéi zum Beispill de roude Strahl, dee vum Buedem reflektéiert gëtt) sinn onerwënscht. Fir erhiewte Beräicher, soubal eng Quell an Testantenne Location bestëmmt sinn, bestëmmen d'Testbetreiber dann wou déi bedeitend Reflexiounen optrieden, a probéieren d'Reflexioune vun dësen Flächen ze minimiséieren. Oft gëtt rf absorbéierend Material fir dësen Zweck benotzt, oder anert Material dat d'Strahlen vun der Testantenne oflenkt.
Kompakt Gamme
D'Quellantenne muss am wäitste Feld vun der Testantenne gesat ginn. De Grond ass datt d'Welle vun der Testantenne eng Fligerwelle fir maximal Genauegkeet sollt sinn. Zënter Antennen kugelfërmeg Wellen ausstrahlen, muss d'Antenne genuch wäit sinn, sou datt d'Welle, déi vun der Quellantenne gestrahlt gëtt, ongeféier eng Fligerwelle ass - kuckt Figur 3.
Figur 3. A Quelltext Antenne straalt eng Welle mat engem Kugelgestalt wavefront.
Wéi och ëmmer, fir Indoor Chambers gëtt et dacks net genuch Trennung fir dëst z'erreechen. Eng Method fir dëse Problem ze fixéieren ass iwwer eng kompakt Gamme. An dëser Method ass eng Quellantenne op e Reflektor orientéiert, deem seng Form entworf ass fir déi kugelfërmeg Welle op eng ongeféier planar Manéier ze reflektéieren. Dëst ass ganz ähnlech mam Prinzip op deem eng Platenantenne funktionnéiert. D'Basis Operatioun ass an der Figur 4 gewisen.
Figur 4. Kompakt Range - der Kugelgestalt Wellen aus der Quell Antenne sinn reflektéiert planar (kollimated).
D'Längt vum parabolesche Reflektor ass normalerweis e puer Mol esou grouss wéi d'Testantenne. D'Quellantenne an der Figur 4 ass vum Reflektor kompenséiert sou datt et net am Wee vun de reflektéierte Strahlen ass. Virsiichteg muss och ausgeübt ginn fir all direkt Stralung (géigesäiteg Kopplung) vun der Quellantenne op d'Testantenne ze halen.
Post Zäit: Jan-03-2024
