כיצד לבצע מדדי דפוס אנטנה עם חדרי Anechoic ומבחן שדה

אימות דפוס הקרינה של אנטנה חיוני להבנת הביצועים שלה, לאמת מפרט עיצוב, ולהבטיח עמידה רגולטורית.בין אם עבור אנטנה קטנה של מכשיר צרכן או משקף לוויין גדול, דפוס הקרינה מגלה כיצד אנרגיה אלקטרומגנטית מופץ בחלל.שני מתודולוגיות עיקריות שולטות שדה: מדדי תא ניכומיים, המספקים סביבה מבוקרת, חופשית, כמו מבחנים שדה, אשר פועל בפועל, וספקים של תכונות מדויקות, כגון, כגון, לחץ, כולל, כל אחד, וספקות, כולל דרישות אבטחה, כולל, כולל, כולל, ואפקטים, ואפקטים מדויקים, כולל, כולל, ואפקטים מדויקים, כולל, כולל, כולל, כולל, כולל, כולל שיטות אבטחה, כולל, כולל שיטות בקרה, כולל, כולל, כל אחד, כולל, כולל, ואפקטים מדויקים, כולל, כל אחד, כל אחד, ואפקטים של אבטחה, כולל שיטות בקרה, כולל שיטות בקרה, כולל שיטות בקרה, כולל שיטות בקרה, כולל שיטות בקרה, ואפקטים מדויקים, כולל, כולל, כולל שיטות בקרה, כולל שיטות בקרה, כולל, כולל, כולל, כולל שיטות אבטחה, כולל שיטות אבטחה, כולל, ואפקטים מדויקים, ואפקטים מדויקים, כולל, כולל, כולל שיטות בקרה, כולל, ו

יסודות של קרינת אנטנה

לפני צלילה לשיטות מדידה, תפיסה מוצקה של יסודות דפוס קרינה היא הכרחית.תבנית קרינת אנטנה היא ייצוג גרפי של הכוח היחסי קורנ או התקבל כתפקוד של כיוון בחלל.בדרך כלל מסולק או מלבני, דפוסים נמדדים בשני חתכים עיקריים: מטוס הזימוט (horizontal) ואת מטוס הגובה (פרמטרים מרכזיים שמקורם בדפוס כולל:

• (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) , (ב) - מידה של יכולת התמקדות, חוסר אובדן.
• (ב) ⁇ :0)BeamwidthphFLT:1 - רוחב זווית זווית בנקודת חצי כוח ( 3 dB), בדרך כלל צוין עבור beam הראשי ו Sidelobes.
• (ב) [ה]הכוח היחסי של הצד הגבוה ביותר בהשוואה לדבורה העיקרית, קריטי בניהול ההתערבות.
• (ב) יחס של LT:0) יחס של יחס לאחור-ל-בחזרה (Felot-to-back-back-back-to-back-back-to-back-to-back-to-back-to-back-FirLT:1) – היחס של הכוח הוקרן קדימה מול אחורה, חשוב לאנטנות כיוון.
• (ב) [ה]:0Cross-קוטב אפליה (FLT:1] - היכולת לדחות את הקיטוב האוטגוני, חיונית במערכות דו-קוטבות.

מדידה מדויקת של פרמטרים אלה דורש שליטה זהירה של סביבת הבדיקה. האנטנה תחת בדיקה (AUT) יש להציב באזור הרחוק של אנטנה המקור, שבו גל הרדינר המשוער הוא גל מטוס.מרחק רחוק מוגדר כ-FLT:0R ⁇ 2D2 / λFLT:1, שבו D הוא הממד הגדול ביותר של A ו- λ הוא תנאי זה כדי ליישב את הקריטריונים שונים של שדה, אם כי הם נמדדים, אם כי הם מקודמים, הם מתואמים את הקריטריונים שונים.

מדדי חדר נינוחים ב Depth

תא אנכוכי הוא חדר עם חומר קולט רדיו (RAM) למזער השתקפות מקירות, תקרה ורצפה. הפנים מדמה תנאים ללא מרחב חופשי, ומאפשרת מדידה חוזרת, גבוהה מראש ללא התערבות חיצונית.

בית מלון מלא (FAC)

ה- FACs הם לגמרי קו עם RAM.הם תקן הזהב של מדידות אנטנה, במיוחד עבור אנטנה נמוכה ובדיקות של טוהר הקיטוב. האזור השקט - הנפח שבו ההשתקפות הם רשלנות - חייב לכלול את AUT. תאים כאלה משמשים לתדרים החל מ- VHF ללהקות גלימטר.

Semi-Anechoic Chambers (SAC)

SACs יש רצפת התנהגות כדי לדמות מטוס קרקע, נפוץ בבדיקת EMC אבל פחות אידיאלי עבור דפוסי אנטנה חלל חופשי. עבור עבודה אנטנה, SAC יכול לשמש אם הנתיב המובא נשלט באמצעות טיפול בזמן-דומיין או קליט מיוחד.

קומפקטיות Range Chambers

עבור אנטנות גדולות יותר, טווח קומפקטי משתמש משקף כדי להפוך גל קשקשים מקרן להאכיל לתוך גל מטוס במרחק קצר.זה מאפשר מדידות שדה רחוק בתא הרבה יותר קטן מאשר המרחק המסורתי רחוק. קומפקטי טווחים משמשים נרחב עבור אנטנות לווינים וערכים מתואמים.

ציוד והגדרה למדידות קאמריות

מערכת מדידה קאמרית טיפוסית כוללת:

• (ב) ,0) ,"היד" (ב) של זרוע מסובבת או רובוטית, שסובבת את ה-AUT דרך זווית נזימוט והתעלות.
• מקור:0 [13] מקור ו-FLT:1 - מנתח רשת וקטור (VNA) או מנתח ספקטרום עם גנרטור מעקב.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) רכישת מחשבי נתונים (FLT:1) - תוכנה השולטת בעמדה, לוכדת את ה- S-parameters, ומצמידת את התבנית.

המונחים:

לפני מדידה, סוללת המערכת היא קריטית. A טיפוסית של קליברציה אחד בנמל VNA מסירים הפסדי כבל ותוצאות שלב.עבור מדידה רווח, האנטנה ההתייחסות מוחלפת עבור AUT ורווחה ידועה משמשת כדי להפיק את הרווח המוחלט של AUT באמצעות שיטת החלפת משנה.

צעדים

1. הר ה- AUT על המיקום באזור השקט של התא, מוכוונת בקוטב הרצוי.
2. חיבור AUT לנמל VNA 1 (transmit) ומקם אנטנה מקבלת קבועה (probe) בנמל 2, או להיפך למדידה הדדית.
3. הגדר תדירות, הגדרות גורפות ורוחב הפס של IF עבור מגוון דינמי מספיק.
4. לבצע calibration (באמצעות, השתקפות, בידוד, ומדידה אנטנה ההתייחסות במידת הצורך).
5. ביצוע דפוס חיתוך: לסובב את AUT ב azimuth (0 ° עד 360 מעלות) בעוד הקלטה coefficient (S21) בכל זווית. חזור על עבור זוויות מרובות של גובה עבור תבנית 3D.
6. החל מדידות קיטוב על ידי סיבוב AUT או בדיקה כדי ללכוד מרכיבים קו קוטביים וצלביים.
7. נתונים לעיבוד פוסט: נורמטיביים למקסימום, ליישם התייחסות רווח, וייצוא כדי למיין כלים.

יתרונות ומגבלות של מדדי צ'מ

(ב) ויקרא י"ד:

• סביבה מבוקרת, חוזרת ללא מזג אוויר, התערבות ורבפת.
• טווח דינמי גבוה (בדרך כלל > 60 dB) המאפשר מדידה של צדים נמוכים.
• ניתוח ביתי מאפשר בדיקות סביבות השנה.
• היכולת למדוד את הקיטוב ואת השלב בצורה מדויקת.

(ב) ויקרא י"ד:

• עלויות וטביעה: תאים גדולים עבור אנטנה גבוהה הם יקרים.
• ביצועים של Absorber מתדרגים בתדרים נמוכים מאוד (below 100 MHz) בשל מגבלות עובי.
• לא יכול לשחזר אפקטים אמיתיים כמו השתקפות קרקעית או אינטראקציות פלטפורמה ההתקנה.
• עבור אנטנה גדולה מאוד (למשל, מכ"ם מארגן מאות אורכי גל מעבר), אפילו טווחים קומפקטיים הופכים לא מעשיים.

לקבלת יותר על עיצוב תאים, ראה את ה-FLT:0.Keysight Note על מדידות אנטנהFelo 1

שיטות בדיקה שדה

בדיקות שדה מודדות את דפוס הקרינה בסביבה בפועל התפעולית.הם הכרחיים עבור אנטנה גדולה שלא ניתן לעבור (למשל, מגדלי תחנת בסיס, כלי לווייני, משקף פרבולי), ולוודא ביצועים לאחר ההתקנה. בדיקות שדה גם ללכוד אינטראקציות עם מבנים ואפקטים קרקעיים סמוכים.

סוגים של שדה מבחן טווח

אתר Open Area Test Site (OATS)

OATS הוא שטח שטוח, פתוח עם תכונות קרקע מבוקרות. מטוס קרקע מוליכים (למשל, מתכת מרש) משמש לעתים קרובות כדי לספק השתקפות יציבה. AUT הוא רכוב על מאן, ומקור מבחן ממוקם במרחק מספק את המצב רחוק שדה.מקור הבדיקה ניתן להעלות לגבהים שונים כדי למדוד חתכים.

טווח Elevated

גם AUT וגם מקור המבחן ממוקמים על מגדלים או גגות כדי למזער את ההשפעות הקרקעיות.הדרך קו הראייה היא מעל מכשולים בין-מחדש. שיטה זו אופיינית לאנטנות קישורי מיקרוגל ומערכות מכ"ם.מדת דפוס מתבצעת לעתים קרובות על ידי סיבוב ה- AUT בעוד המקור הרחוק משדר אות גל מתמשך.

מדד מבוסס ד"ר

עבור אנאנטנות גדולות כגון מכ"מים של קרינת בשלב או כלי לווינים, מל"טים הנושאים בדיקת RF או משדר קטן יכול לטוס דרך אזור השדה המרוחק של האנטנה. עמדת המל"ט היא דרך GPS או מערכת אופטית, ואת האות המתקבל הוא מתואם עם מיקום כדי למפות את התבנית.טכניקה זו צברה פופולריות על בדיקות של אנטנה מותקנות גדולות.

צעדים למדידת שדה

1. (FLT:0) בחירת האתר וההכנה של ה- 1:1: בחר מיקום עם מכשולים מינימליים, רב-פתאט והתערבות רדיו.מד את המרחק מן AUT למקור המבחן ולהבטיח תנאי שדה רחוק.עבור בקרת השתקפות הקרקע, השתמש קו-ראייה ברורה ואופציונלית להתקין מסך קרקע.
2. (FLT:0) ,Equipment SetupFLT:1: מניחים את האנטנה משדר במיקום קבוע (לעתים קרובות על מגדל קטן) לחבר אותו לגינרטור אות.ה-AUT נשאר במקום.חבר את AUT ל מנתח ספקטרום או מקלט באמצעות כבל נמוך הפסד.
3. (FLT:0)CalibrationFLT:1: בצעו קליברציה דרך באמצעות אנטנה הפניה ידועה ההתייחסות.זה חשבונות עבור הפסדים כבל הפסד חלל חופשי, המאפשרים עלייה מוחלטת.אם באמצעות, מל"ט לזרז את בדיקת RF של המל"טים.
4. (FLT:0) רכישת נתונים של Pattern (FLT:1): רוטט את AUT ב-Azimuth (או להעביר את המל"ט סביבו) תוך הקלטת קיבלה כוח.עבור תבניות גובה, להטות את AUT או להעביר את מקור המבחן באופן אנכי. השתמש בגרב נתונים זה זווית הדגימה זמן וקריאה כוח.
5. (FLT:0)Post-מעבדהFLT:1: החל תיקונים עבור השתקפות הקרקעית (שיטת צילום), אובדן אטמוספרי ואפקטי תנועה בכבלים.

אתגרים ומייגים

• (FLT:0) מרבית'מפטפט (Multipathph) 1:1: הרהורים מבניינים, עצים או הקרקע יכולים להשחית את התבנית. Mitigate באמצעות שימוש בגלימת זמן (אם באמצעות VNA) או אותות פס צר עם קו חזק של שליטה.
• (ב) ,0) WeatherveFLT:1: גשם, ערפל וריאציות טמפרטורה משפיעים על הפצת אותות וציוד. בצע בדיקות במזג אוויר יציב ולהגן על אלקטרוניקה.
• (FLT:0) InterferenceveFLT:1: התערבות של ערוץ משותף מ משדרים אחרים ניתן להימנע באמצעות ערוץ תדר ברור, מסנני פסילה ושיטות מדידה שונות.
• (בקיצור:0) השתקפות עגולה מבטלת את ה- 1:1: ב- OATS, ההשתקפות מן הקרקע מפריעה לדרך הישירה, גרימת ripples בתבנית.שימוש בטכניקה גבוהה (בהמשך גובה AUT) יכול בממוצע לגלות את ההשפעות האלה.

לשם השוואה מפורטת של שיטות מבחן שדה, מתייחס ל-FLT:0IEEE Antennas ו-Proagation Magazine מאמר על RCS חיצונית ומדידות אנטנהFLT:1.

השוואת חדרי שינה ואמצעי שדה

בחירת בין תא ושדה מבחן תלוי בהתחברות סחר שיש להעריך לפרויקט.

Factor	Anechoic Chamber	Field Test
Accuracy and repeatability	Excellent (typical ±0.2 dB)	Moderate (±1 dB or more due to environment)
Cost	High (chamber construction and RAM)	Lower (requires range and travel)
Antenna size	Limited by chamber dimensions	No practical limit
Real-world effects	Not captured	Captured (interactions, ground, obstacles)
Speed	Fast (automated indoors)	Slower (manual setup, weather delays)
Low-frequency capability	Poor (absorber size)	Good (long wavelengths over open ground)
Security	Controlled, no emissions outside	Emissions may be intercepted

בפועל, הגישה הטובה ביותר משלבת לעתים קרובות הן: להשתמש מדידות תאים עבור אימות עיצוב והתאמה מדויקת, ולאחר מכן לבצע בדיקות שדה עבור קבלה סופית אימות ההתקנה. תקנים רבים (למשל, IEEE, ETSI) דורשים שיטה בהתאם ליישום.

שיקולים מתקדמים

קרוב ל-Far-Fieldering

כאשר ניתן להגיע למצבים מרוחקים בתוך תא (למשל, עבור מערךים גדולים), סריקה ליד שדה מציעה פתרון. A בדיקה מודדת את האמפליטו ואת השלב של השדה על פני מטוס, גלילאו או ספירה קרוב ל- AUT. .R.S.R.S.D.R.R.D.R.R.D.R.R.D.D.R.D.D.S.S.S.S.R.R.S.S.S.S.S.S.S.D.S.S.S.S.S.S.S.S.S.R.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.R.R.R.S.S.S.S.S.R.R.R.S.S.R.R.S.S.S.S.S.S.S.S.S.R.R.S.S.S.S.S.S.C.S.S.S.S.S.S.S

זמן-המשך מתפתח במבחנים

באמצעות VNA עם יכולת של זמן-דומיין מאפשר הפרדה של האות הישיר מהשתקפות. על ידי העלאה של התגובה זמן, ניתן לנקות את התבנית נמדדת של פריטים רב-פתטיים.טכניקה זו משפרת באופן דרמטי את הדיוק באתרי בדיקה פתוחים-ארומה.

מדד Array ו- MIMO Antenna Measurement

אנטנות מודרניות עם beamforming דורשות מדידות דפוס מרובות עבור מדינות דבורים שונות.Over-the-air (OTA) בדיקות בחדר או שדה הוא חיוני.תאים מתקדמים עם מערך רב-פרובים יכולים ללכוד בו זמנית 3D תבניות של מערךים מתואמים, כפי שתואר ב-FLT:0Microwave Journal מאמרים על OTAFillor1 .

מסקנה

מדידת דפוס אנטנה היא תרגול קריטי בהנדסת RF, הדורשת שיקול זהיר של סביבת הניסוי.תאים אנצ'י מספקים מיומנות מבוקרת, מדויקת, ותוצאות חוזרות על בסיס התאמה, בעוד בדיקות שדה חושפות את ההתנהגות של העולם האמיתי של אנטנה מותקנת.כל שיטה יש מקום שלה: תאים לפיתוח הסמכה, בדיקות שדה עבור עמלות ופתרון בעיות.