Bir antenin radyasyon modelini anlamak, performanslarını anlamak, tasarım özelliklerini doğrulamak ve düzenleyici bir uyum sağlamak için gereklidir. Bir tüketici cihazı veya büyük bir uydu reflektöre, radyasyon modeli, elektromanyetik enerjinin uzaydaki değerleri, frekans aralığı, bütçe ve çevre gibi temel kavramları içeren faktörlere bağlı olarak nasıl dağıtıldığı, gerçek dünya işletim koşullarını yakalayan küçük bir test için.Her yaklaşımın benzersiz güçlü ve sınırlamaları vardır.
Anten Radyasyon Desenlerinin Temelleri
Ölçü yöntemlerine girmeden önce, radyasyon desen temellerinin sağlam bir kavrayışı gereklidir. Bir anten radyasyon modeli, arsalı güç radiated veya uzayda yön işlevi olarak alınan temel parametrelerin grafik gösterimidir. Tipik olarak kutup veya dikdörtgen koordinatlarda gerçekleştirilir: küçükimuth uçak (horizontal) ve yükseltgenç düzlem (vertical) ve desenden elde edilen yükseklik parametrelerin grafik gösterimidir:
- [FONT:0)Gain[DÜT:1) - Güç oranı bir izotropik radyatörün, genellikle dBi'de ifade edilir.
- [FONT:0)Doğruluk[Dönetici: 1))
- [FONT:0)Beam genişlik[[[Dönetici: 1) – yarım güç noktasındaki agular genişliği (-3 dB), genellikle hem ana kiriş hem de yanlobes için belirtilmiş.
- [FONT=0]Sidelobe seviyesi[Dönetici: 1)) - En yüksek yanlının göreceli gücü, müdahale yönetimine karşı kritik.
- [FONT:0]Front-to-back oranı[Dönetici:0)[Dönetici:0)[Döne gelen güç oranı – geri dönük karşı ileri doğru, yön antenler için önemli.
- [FONT=0]Cross-polarizasyon ayrımcılığı[[Dönetici: 1)[Dönemli kutuplaşma, dual-polarized sistemlerde hayati öneme sahip olma yeteneği.
Bu parametrelerin doğru ölçümü test ortamının dikkatli bir şekilde kontrol gerektirir. Test altındaki anten (AUT) AUT'un en büyük boyutunun yer aldığı ve bu durumu azaltan bir uçakla ilgili olarak ayarlanan hızlar ve aşama hatalarıdır.
Anechoic Chamber Derinlikte Ölçüler
Bir anekoic odası, radyo-freze materyali (RAM) ile birlikte bir oda hattıdır, duvarların, tavandan ve zeminden yansımaları en aza indirmek için. iç simitsiz, yüksek hacimli desen ölçümlerini dış müdahale olmadan sağlar. Chambers birkaç konfigürasyonda gelir:
Tam Anechoic Chambers (FAC)
FACs tamamen RAM ile uyumludur. Bunlar, özellikle düşük hacimli antenler ve kutuplaşma saflığı testleri için altın standarttır. Sessiz bölge - yansımaların ne kadar uygun olduğu hacim - AUT. such odaların, VHF'den milimetre dalga dalga dalga gruplarına kadar uzanan frekanslar için kullanılır.
Semi-Anechoic Chambers (SAC)
SACs bir zemin uçağı, EMC testinde yaygın bir zemine sahiptir, ancak ücretsiz uzay anten kalıpları için daha az ideal, bir SAC, zemin açmalı yol zaman alan gating veya özel emer tedavisi ile kontrol edilebilir.
Kompakt Range Chambers
Daha büyük antenler için, kompakt bir aralık, bir yem boynuzundan kısa bir mesafede bir düzlem dalgasına kadar küresel dalga dönüştürmek için bir yansıma kullanır.Bu, geleneksel uzak mesafeden çok daha küçük bir odada yer alan ölçümler sağlar. Compact aralıkları, uydu antenleri ve fazlı diziler için yaygın olarak kullanılır.
Oda Ölçümleri için Ekipman ve Kurulum
Tipik bir oda ölçüm sistemi oluşur:
- [FONT=0)Positioner[Dönetici: 1 ) – AUT'u azimuth ve yükseklik açılarından dönen bir motorize dönüş veya robot kolu.
- [FONT:0]RF kaynağı ve alıcı) – Bir vektör ağı analizci (VNA) veya spektrum analiz cihazı takip jeneratörü ile analiz eder.
- [FONT=0)Reference anten) - Bir kalibreli standart, mutlak kazanç ölçümleri için boynuz kazanır.
- [FONT=0)Data Acquisition bilgisayar) - Pozisyonu kontrol eden Yazılım, S-parametreleri yakalar ve desenleri hesaplar.
Kalibrasyon Prosedürü
Ölçmeden önce, sistem kalibrasyonu kritiktir. VNA port'daki tipik bir tek-port kalibrasyonu kablo kayıpları ve faz dengelemeleri için de geçerlidir.For gain ölçüm için, referans anten AUT ve bilinen kazancı AUT'un mutlak kazanç elde etmek için kullanılır.
ölçüm adım adım adım adım adım adım adım
- AUT'u odada bulunan sessiz bölgeden akın, istenen kutuplaşmaya yönlendirin.
- VNA port 1 (transmit) ve port 2'de sabit bir anten (probe) veya reciprocal ölçümü için tersi.
- Frekans, süpürücü ayarlar ve yeterli dinamik aralık için IF bant genişliği.
- Kalibrasyon (örneğin, yansıma, izolasyon ve referans anten ölçümü ile) yapılır.
- Bir model kesir: AUT'u azimuth'ta döndürür (1000 ila 360°) kayıt iletim katsayısı (S21) her açıdan tekrar 3D desen için birden fazla yükseklik açısı için tekrarlayın.
- AUT veya Pro'yu ortak ve çapraz-polar bileşenleri yakalamak için dönen kutupizasyon ölçümlerini uygulayın.
- Post-process data: Normal olarak maksimum, uygulama kazancı referansını uygulayın ve araçları arsalamak için ihracat yapın.
Odaların Avantajları ve Sınırlamaları
[FONT=0)[değiştir | kaynağı değiştir]
- Kontrole, tekrarlanabilir çevre hava, müdahale ve çokpath'dan ücretsiz.
- Yüksek dinamik aralığı (genellikle >60 dB) düşük yanlobes ölçümlerini sağlar.
- Kapalı operasyon yıl boyunca test sağlar.
- Polarizasyon ve fazı doğru bir şekilde ölçme becerisi.
[FONT:0]Limitations:[Dönem:[Dönem: 1)
- Maliyet ve ayak izi: yüksek geri antenler için büyük odalar pahalı.
- Absorber performans çok düşük frekanslarda (yaklaşık 100 MHz) kalınlığı nedeniyle değişir.
- Zemin yansımaları veya yükleme platformu etkileşimleri gibi gerçek dünya etkilerini çoğaltmayabilir.
- Son derece büyük antenler için (örneğin, radar dizileri yüzlerce dalga dalga dalgalar boyunca), hatta kompakt aralıklar pratik hale gelir.
Oda tasarımı hakkında daha fazla bilgi için, [[GÖRÜŞÜNCÜS:0) Anten ölçümlerine ilişkin öngörüler ).
Field Test Teknikleri
Alan testleri gerçek işletim ortamındaki radyasyon modelini ölçmektedir. Onlar taşınamayan büyük antenler için vazgeçilmezdir (örneğin, temel istasyon kuleleri, uydu yemekleri, parabolik yansımaları), ve kurulumdan sonra performans doğrulamak için.
Alan Test Türleri
Açık Alan Test Site (OATS)
Bir OATS, kontrollü zemin özellikleri ile düz, açık bir alandır. Bir iletken zemin uçağı (örneğin, metal ağ) genellikle stabil bir yansıma sağlamak için kullanılır. AUT bir mast üzerinde monte edilir ve bir test kaynağı uzaktan tatmin edici bir şekilde yerleştirilir. test kaynağı yükseklikleri ölçmek için farklı yüksekliklere yükseltilebilir. OATS genellikle EMC ve hücresel temel istasyon anten ölçümler için yaygındır.
Elevated Range
Hem AUT hem de test kaynağı kulelere ya da çatılara zemin etkilerini en aza indirmek için yerleştirilir. Haritasal yol, aşırı derecede tıkanmış tıkanma blokları için tipiktir.Bu yöntem mikrodalga bağlantı antenleri ve radar sistemleri için tipiktir.
Drone-Based ölçüm
Fazlı-array radarları veya uydu yemekleri gibi büyük antenler için, bir RF Prodüksiyonu taşıyan veya küçük bir verici taşıyan uçaklar antenler aracılığıyla uçabilir.Mantık'ın pozisyonu GPS veya optik sistem üzerinden takip edilir ve alınan sinyal, deseni haritaya göre korelasyona göre korelasyon elde edilir.Bu teknik büyük yüklü antenler için popülerlik kazanmıştır.
Alan Test Adım Adım Adım Adımları
- [FONT:0]Site seçimi ve hazırlık[Dönetici: Minimum engeller, çoklupath ve radyo müdahalesi ile bir yer seçin. Test kaynağına ve uzak saha koşullarını sağlamak için.For zemin yansıma kontrolü için, net bir çizgi-görünüm kullanın.
- [[Dönetici:0)Equipment kurulumu[Dönetici: Sabit bir yerde (küçük bir kulede) sinyal jeneratörüne bağlanın. AUT, düşük büyüklükte bir kablo analizcisi veya alıcıya bir kablo ile bağlanır.Fortify, a reference anteni ilk olarak ölçülür.
- [FONT=0)Calibration[Dönetici: Bir yol kaybı, bilinen bir referans anteni kullanarak kalibrasyonu gerçekleştirir. Bu hesaplar kablo kayıpları ve ücretsiz uzay kaybı için, mutlak kazanç elde etmenize izin verir.Eğer bir drone kullanıyorsanız, bir drone'yu test etmek için.
- [FONT:0)Pattern veri alımı[[Dönetici: AUT in azimuth (veya etrafındaki drone'u hareket ettirin) ve kayıt sırasında AUT'u genişletin veya test kaynağını dikey olarak hareket ettirin.
- [FONT:0]Post-processing[[Dönetici: Yer yansımaları için düzeltmeler uygulayın (görüntü yöntemi), atmosferik bir kayıp ve kablo hareketi etkileri.|yapı ve temel parametrelerin oluşturulması için referansı altüst edin.
Meydanlar ve Mitigations
- [FONT:0) Çokpath[[DÜDÜT:1): Binalardan gelen düşünceler, ağaçlar veya zemin, zaman alan gating kullanarak Mitigate (eğer VNA kullanarak) veya dar bant genişliği ile doğrulanmış sinyalleri kullanarak. Elevated aralıkları çok fazla sempatiyi azaltır.
- [FONT:0][Dönetici: Rain, fog ve sıcaklık varyasyonları sinyal yayılımı ve ekipmanları etkiler.
- [FONT:0) Interference[[[Dönetici: Diğer vericilerden gelen Co-channel müdahalesi açık frekans kanalı, bandpass filtreleri ve diferansiyel ölçüm yöntemleri kullanarak kaçınılabilir.
- [FONT=0)Ground yansıma nulls[Dönüşüm: OATS'de, zeminden gelen yansıma, desendeki dalgalanmalara neden oluyor.
Alan test yöntemlerinin ayrıntılı bir karşılaştırması için, [[0}IEEE Antennas and Propagation Magazine makalesine açık RCS ve anten ölçümleri[Dön 1: 1).
Karşılaştırma Odası ve Alan Ölçümleri
Bir oda ve alan testi arasında seçim, proje başına değerlendirilmeli olan ticaret-offlara bağlıdır.
| 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 |
Uygulamada, en iyi yaklaşım genellikle her ikisini birleştirir: tasarım doğrulama ve kesin karakterizasyon için oda ölçümlerini kullanın, sonra nihai kabul ve yükleme doğrulama için alan testleri gerçekleştirir.Birçok standart (örneğin, IEEE, ETSI) uygulamaya bağlı olarak yöntem gerektirir.
Gelişmiş Tahminler
Yakın zamanda Far-Field Dönüşüme Yakın
Uzak saha koşulları bir odada (örneğin, büyük aşamalı diziler için), yakın alan tarama bir çözüm sunar. a probe önlemleri arsa ve alanı bir uçaktan, silindir veya alan testlerine yakın olarak algılayamaz[Döneticisel dönüşümler) Uydu antenleri için yaygın olarak kullanılır.
Zaman- Alan Testlerinde Gating
Zaman alan kapasitesi ile VNA kullanarak, doğrudan sinyalin yansımalarından ayrılmalarına izin verir. Zaman yanıtını vererek, ölçüm yöntemi çok fazla empati eserlerinin temizlenmesini sağlayabilir.Bu teknik, açık havuz sitelerindeki doğruluğu dramatik bir şekilde iyileştirir.
Fazd Dizi ve MIMO Anten Ölçümü
Modern antenler, farklı kiriş devletler için birden fazla desen ölçüm gerektirir. Bir odada veya alanda testler gereklidir. Gelişmiş odalar çok yüksek çözünürlükli 3D desenleri aynı anda 3D desenleri yakalayabilir, çünkü tarif edilen OTA testi).
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Anten desen ölçümü RF mühendisliğinde kritik bir uygulamadır, test ortamının dikkatli bir şekilde dikkate alınması gerekir. Anechoic odaları kontrol edilen, hassas ve tekrarlanabilir sonuçlar tasarım karakterizasyonu için ideal, alan testleri, yüklü antenlerin gerçek dünya davranışını ortaya koyarken, her yöntem geliştirme ve sertifikasyon için oda testleri, bir tane en iyi radar yöntemlerini anlamalı ve doğrulayıcı bir şekilde, doğrulayıcı bir şekilde doğrulayıcı iletişim kurmalı.