בעיות בפתרון אנטנה גוריות עם סמית' שאר ניתוח

הבנת קווי מזון של אנטנה וצורך בפתרון בעיות

קווי הזנה של אנטנה - כבלים קואקסיאליים או קווי שידור המחברים את משדר או מקלט האנטנה - הם מרכיבים קריטיים בכל מערכת רדיו. Aכאורה קטן בקו הזנה יכול לגרום לאובדן אות משמעותי, להפחית את הכוח המוקרן, או אפילו נזק ציוד.אם אתה מפעיל רדיו ממריץ, מהנדס RF, או טכנאי שידור, לדעת כיצד לאבחן בעיות באופן שיטתי הוא חיוני.

מה זה הטבלה של סמית'?מפת גרפית של אי-ציות

בליבה, תרשים סמית הוא חלקת הקוטב של ההשתקפות coefficient ( ⁇ , או gamma) overlaid עם מעגלים של התנגדות מתמדת וקשתות של תגובה מתמדת.It ממפה את כל מטוס ההתנעה המורכב על מעגל יחידה.מרכז התרשים מייצג התאמה מושלמת ( ⁇ =0, אימפולסיבי = פגום, בדרך כלל 50 ⁇ או 75 ⁇ ) מייצג מעגל פתוח (לדוגמה, כלומר, כלומר, נקודה פתוחה למחצה)

(ו) מדוע זה כל כך חשוב עבור בעיות הזנה? כי ההשתקפות coefficient קשורה ישירות יחס גל המתח עומד (VSWR) והפסד חוזר על ידי קידוד מדד ערכים על תרשים סמית, אתה יכול מיד לראות כמה רחוק המערכת שלך deviates מן המשחק, וחשוב יותר, ניתן לעקוב אחר פענוח השינויים כפי שאתה עובר לאורך הזנה או גורף לתדירות גבוהה יותר:

מערכת ה- Smith Chart Coתואם

רענון מהיר על קואורדינטות: ⁇ השתקפות הוא מספר מורכב עם גודל ⁇ וזווית ⁇ . על תרשים סמית, מרחק מן המרכז הוא ⁇ (0 במרכז, 1 בקצה), וזווית ⁇ נמדד מנקודת הישר (0 מעלות הפניה) עובר שעון לא מאולתר (לגבי הגנרטור) או נגד השעון (בבסיס העומס) כל אורך דרך הנקודה (10), לדוגמה, אם אתה רגיל, אם אתה מ- 50 רגיל, הוא רגיל, אם אתה רגיל, הוא מ-ה) הוא בדרך כלל, אם הוא ריבוע, הוא רגיל, אבל הוא ריבוע, הוא בדרך כלל ריבוע (מחץ) או ⁇ (ב) או ⁇ ⁇ ) או ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ראשי תיבות של Feedline Troubleshooting

לפני צלילה לתוך הליך פתרון בעיות, זה עוזר להגדיר שלושה פרמטרים קריטיים כי סמית 'תרש ויזואליזציה ישירות:

(ב) [ה]היחס של מתח משתקף למתח מקרי בנקודה מסוימת. A וקטור על תרשים סמית'; גודלו הוא מספר לך כמה כוח אבד.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [15] אובדן החזרה (RL): [13]51 אקספרס ב dB: RL= -20 log ( ⁇ ) אובדן החזרה של 20 dB ( ⁇ =0.1) נחשב לעתים קרובות מקובל; מתחת ל-10 dB מציין אי התאמה רצינית.

תרשים סמית' נותן לך את כל השלושה במבט לאחור ברגע שאתה מבין את המאזניים. מנתחי רשת מודרניים רבים גם מעכבים מעגלים קבועים של VSWR על התרשים, מה שהופך אותו אפילו קל יותר להעריך את בריאות המערכת.

שלב אחר-שלב פותר את הטבלה סמית'

עכשיו בואו ליישם את התרשים סמית' כדי לאבחן קו מזון אמיתי.אתה צריך מנתח רשת וקטור (VNA) המסוגל למדוד S11 (review coefficient in the קלט) על טווח התדירות של עניין.אם אין לך VNA, מנתח רשת מדרג או לוח זמנים (TDR) יכול גם לספק נתונים שניתן לקבוע באופן ידני, אבל VNA הוא מעדיף את המהירות שלו.

שלב 1: הרהורים על יעילות על תדירות

צור קשר עם VNA להזנת הזין בקצה השידור.קבע את התדרים ההתחלה והעצורים כדי לכסות את הלהקה התפעולית שלך (למשל, 1-30 MHz עבור HF, או 144-148 MHz עבור 2 מ') לבצע calibration מלא 2-port אם ניתן גם (פתוח, קצר, עומס במדידה) כדי לחסל שגיאות מכבל הבדיקה.

שלב 2: שטף את הנתונים על הטבלה סמית'

אם ל-VNA יש תצוגת תרשים מובנה של סמית (בעיקר כן), הנתונים מופיעים כאתר.חפש את הדפוסים הבאים:

(ב) ,0) , כרך צמוד ליד מרכז: FLT:1, הזין והאנטנה מתאימים היטב לחבורה.
(ב) כרך חלק או קשת: FLT:1, סביר להניח שהזין שלם, אבל הדחף האנטנה הוא תגובתי.זה נורמלי כאשר האנטנה אינה resonant.
(ב) ⁇ :0) ⁇ כי הוא מקיף את הטבלה שוב ושוב על טווח תדר קטן: FLT:1 זה מרמז על התחדשות הקשורה באורך, אולי בשל עומס לא מתאים או הזנה שהוא מספר של חצי גל אורך, אשר הופך את האימפולס.
(ב) תנועה בלתי-נכונה: ⁇ 1: 1 חיבור עני, קורוזיה או מגע לסירוגין.
(ב) נקודה שאותה נוחתתתת בדיוק על קצה שמאל (0 ⁇ ) או קצה ימין (infinite ⁇ ): FLT:1, כמו כן, מעגל קצר או מעגל פתוח, בהתאמה, בעומס.

כדי לפרש את המיקום, זכור כי סמית 'התרשים את הדחף. עבור מערכת 50 ⁇ , המרכז הוא 50 ⁇ .אם הנקודה המסולפת שלך שוכנת על מעגל ההתנגדות 0.5 (25 ⁇ Normalized) ויש לו תגובה שלילית, הדחף בפועל הוא 25 - JX ⁇ .זה עשוי להצביע על הזנה כי הוא רבע גל ארוך, אשר מונע את העומס בפועל הוא 25.

שלב 3: השתמש בסולם אורך הגל כדי לנקט Faults

אחת התכונות החזקות ביותר של תרשים סמית' היא הסקאלה החיצונית המסומן באורכי גל לעבר גנרטור (WTG) ואורך עומסי הגל לאורך עומס (WTL) על ידי מעקב אחר גודל השתקפות קבוע (עיגול סביב מרכז) והתעלמות מהזווית משתנה ככל שתדירות משתנה, ניתן לקבוע את אורך החשמל של קו המזינים הכמעט חשוף מנקודת מדידה.

שלב 4: זיהוי בעיות ספציפיות

עם התרשים סמית', אתה יכול לאבחן בעיות נפוצות:

(ב) ⁇ :0) מדבקים או מקודדים: ⁇ FLT ( 1:1 Erratic קופץ בעקב, במיוחד בתדרים נמוכים, או עקבות שאינם עוקבים אחר מעגל חלק.
(ב) ,0) ,ברכוב פנימי של אח"צ: 1FLT:1, העמודים יציגו מעגל פתוח בנקודה ההפסקה בתוספת הכבל שנותר לפניה.
(FLT:0) חדירה למים בכבל:FreaLT:1) אובדן דיאלקטרי מוגבר גורם להיקף ההשתקפות של דחיסה להפחתה (המעברים הגזעים פנימה) כעלייה בתדירות, אך רכיב ההתנגדות עשוי להיות לא יציב עקב הפסקות לחות.
(ב) [15] , דחיית עומס לא נכונה (לא נכון: FLT) 1:1 העקבות מסתובבות סביב התרשים במעגל נקי, אבל המעגל אינו מתאחד למרכז בתדר העיצוב.זה בדרך כלל נפתר על ידי התאמת האנטנה או הוספת מונן.
(ב) [15] נזקי החותרה: כפל 1: 1 (בדומה לקשר בעל עוצמה גבוהה) - ייתכן שהציור יופיע כספירלה שאינה מתקרבת.

שיטות מתקדמות של SERY SEXTORS

(ב) טכנאים מנוסים, תרשים סמית' הולך מעבר לזיהוי פשוט לא מתאים, אתה יכול להשתמש בו כדי לעצב רשתות התאמה ללא מתמטיקה מורכבת.לדוגמה, כדי להתאים את דחיית העומס ZL לשורה 50 ⁇ , לאתר ZL על התרשים, ולאחר מכן לעקוב אחר התנגדות קבועה או מעגל הפעלה קבוע כדי למצוא את הערכים הפשוטים ביותר של L-networks.

שימוש מתקדם נוסף הוא זמן-דומיין רפיאומטריה (TDR) שהומר לתבנית הרשומה של סמית'.חלק מה-VNAs יכולים להציג את המרחק-ל-קו במונחים של שינוי אימפולסיבית לאורך הקו. על ידי סימון הסולם, ניתן לקבוע את המאפיין של המחברת של הסנטימטרים, אפילו בכבלים קבורים.

דוגמה מעשית: למקם את מחברם של קוררוד

בואו נלך דרך תרחיש בעולם האמיתי, יש לך 50 ⁇ RG-213 האכלה dipole על 7.1 MRHz, SWR קריאה במדר הוא 2.5:1 - גבוה עבור dipole. אתה משתמש ננוVNA ו-6.5-7.5 מ 'על גבי הטבלה סמית', אתה רואה קשת נקייה כי לסובב בערך 30 מעלות מעל טאטא, מצביע על הנקה כי אתה לא יכול להיות ארוך מאוד על נטה קצר עכשיו.

כלים ותוכנות שמצמצמצמו את ניתוח הטבלה של סמית'

בעוד שאתה יכול לתכנן באופן ידני באמצעות תרשימים סמית 'ד ועיפרון, תוכנה מודרנית וכלים להתמודד עם המריבה הכבדה. Standalone VNAs מ Rohde & Schwarz, Keysight, ו Anritsu כוללים תצוגות מוצאי סמית 'עם סמן קוראנים ויצוא נתונים.Accupable אפשרויות כמו NVNA-V2, SNA-200 מ miniRadioSolutions סינתטי, או DG8NXL® מאפשר לך חינם עבור מעבדים SDR3.

מסקנה: פיתוח גישה שיטתית

פתרון אנטנות אנטנות הוא תערובת של אמנות והנדסה, אבל תרשים סמית מסיר הרבה ניחושים.על ידי מדידה של אולטרסאונד ההשתקפות coefficienting אותו על התרשים, אתה יכול להבחין במהירות בין תקלה פשוטה באנטנה, קו שידור אשמה, או בעיה מחבר חיוני לספק את התהליך המתודולוגי האחרון: לזרז את ציוד הבדיקה שלך, למדוד את רוחב הפס התפעולי, לעקוב אחר דפוס שידור, ולאחר מכן, כדי למנוע את לוח הבקרה של לוח הבקרה של לוח הבקרה של לוח הבקרה של לוח הבקרה של לוח הזמנים של לוח הזמנים, אם אתה יכול להיות מסוגל להשתמש בתבנית רדיו רגיל, אם אתה יכול להיות מסוגל להשתמש בתבנית רדיו רגיל, אם אתה יכול להיות מסוגל לבצע רית, אם אתה יכול להיות מסוגל לבצע רית לחלוטין.