Informacje o firmie Ostateczny przewodnik po pomiarze zysku anteny i charakterystyki promieniowania w komorze bezodbiciowej
W dziedzinie komunikacji bezprzewodowej wydajność anteny ma kluczowe znaczenie dla powodzenia każdego łącza systemowego. Komora bezechowa służy jako profesjonalne środowisko testowe i jest jedynym miejscem przeprowadzania precyzyjnych pomiarówZysk anteny IWzór promieniowania. W tym artykule zagłębimy się w podstawowe zasady pomiarów w komorze bezechowej, przedstawimy kompletną, praktyczną procedurę obsługi i omówimy kluczowe techniki niezbędne do zapewnienia dokładności i wiarygodności pomiarów, pomagając danym produktu osiągnąć większy profesjonalizm i autorytet.
Precyzyjny pomiar zysku anteny i wzorców promieniowania w rzeczywistym środowisku wymaga eliminacji wszelkich potencjalnych zakłóceń i symulacji idealnego środowiska w wolnej przestrzeni.
Ściany, sufit i podłoga komory bezechowej są otoczone metaliczną warstwą ekranującą (zwykle jest to konstrukcja klatki Faradaya). Struktura ta skutecznie izoluje zewnętrzne fale elektromagnetyczne i zakłócenia o częstotliwości radiowej (RFI), zapewniając w środowisku testowym wyjątkowo niski poziom szumów tła, dzięki czemu wyniki pomiarów odzwierciedlają jedynie rzeczywistą wydajność testowanej anteny (AUT).
Wnętrze komory bezechowej wyłożone jest dużą ilościąMateriał pochłaniający, zazwyczaj konstrukcje w kształcie piramidy lub klina wykonane z pianki poliuretanowej obciążonej węglem. Materiały te maksymalizują absorpcję padających fal elektromagnetycznych, eliminując w ten sposób odbicia od ścian, podłogi i sufitu. To skutecznie symuluje środowisko pracy anteny w idealnej wolnej przestrzeni i zapobiegaZanikanie wielościeżkoweprzed zakłóceniem danych pomiarowych.
Dokładne zrozumienie fizycznego znaczenia i metod pomiaru tych dwóch wskaźników ma fundamentalne znaczenie dla praktycznych operacji.
Zysk anteny jest miarą zdolności anteny do koncentracji mocy wejściowej w określonym kierunku. Reprezentuje kierunkowość, a nie wzmocnienie energii.
Definicja:Wzmocnienie anteny (G) definiuje się jako stosunek gęstości mocy wytwarzanej przez antenę w jej maksymalnym kierunku promieniowania w porównaniu z anteną referencyjną (zwykle idealną anteną izotropową). Jednostką jest zwykle dBi.
Metoda substytucji:Jest to metoda najczęściej stosowana i bardzo dokładna. Najpierw mierzona jest moc odbierana przez tubę o standardowym wzmocnieniu (SGH). Następnie SGH jest zastępowany przez testowaną antenę (AUT) i przy niezmienionych wszystkich pozostałych warunkach, mierzona jest moc odbierana przez AUT. Porównując dwa zestawy danych, można wyprowadzić wzmocnienie AUT.
Podstawa teoretyczna:Teoretyczną podstawą obliczenia wzmocnienia jestFormuła transmisji Friis, który opisuje zależność mocy przenoszonej między dwiema antenami.
gdzie Pr i Pt to moc odebrana i nadana, Gt i Gr to zyski anteny nadawczej i odbiorczej,λto długość fali, a R to odległość między antenami.
Charakterystyka promieniowania przedstawia względny rozkład siły energii wypromieniowanej lub odebranej przez antenę w różnych kierunkach w przestrzeni. Jest to wizualna reprezentacja kierunkowości anteny.
Rdzeń pomiarowy:System pomiarowy obraca pozycjoner przenoszący testowaną antenę (AUT), jednocześnie rejestrując siłę sygnału odbieranego przez antenę odbiorczą w każdym punkcie kątowym.
Kluczowe parametry:Analiza wzorca promieniowania dostarcza kilku ważnych parametrów:
Szerokość wiązki o połowie mocy (HPBW):Szerokość kątowa, przy której amplituda listka głównego spada do połowy jego wartości maksymalnej (-3dB).
Poziom listka bocznego (SLL):Stosunek mocy maksymalnej listka bocznego do mocy maksymalnej listka głównego.
Polaryzacja:Pomiar reakcji anteny na różne kierunki polaryzacji.
Standardowy, precyzyjny pomiar anteny wymaga ścisłego przestrzegania poniższych kroków, aby zapewnić dokładność i powtarzalność danych.
Kalibracja i konfiguracja przyrządu:ŚcisłyKalibracja parametru Ssprzętu takiego jak wektorowy analizator sieci (VNA) jest wykonywana w celu zapewnienia dopasowania impedancji na portach pomiarowych.
Określanie warunków pola dalekiego:Zapewnij odległość testową R spełnia warunek pola dalekiegoR≥2D2/λ. Jest to warunek wstępny uzyskania dokładnych wzorców wzmocnienia i promieniowania.
Instalacja anteny w trakcie testu (AUT):Zamontuj AUT na pozycjonerze przy użyciu materiałów nośnych o niskiej dielektrycznej stałej, upewniając się, że środek fazowy anteny jest dokładnie wyrównany ze środkiem obrotu pozycjonera.
Konfiguracja i kalibracja tuby o standardowym wzmocnieniu (SGH):SGH jest punktem odniesienia; jest precyzyjnie zainstalowany, a znane dane dotyczące wzmocnienia są wprowadzane do oprogramowania pomiarowego.
Pozyskiwanie danych o wzorcu promieniowania:Ustaw wielkość kroku rotacji. Pozycjoner zaczyna obracać się wzdłuż osi azymutu i elewacji, a system automatycznie rejestruje moc odbieranego sygnału, zbierając dane dla co najmniej dwóch wzajemnie prostopadłych płaszczyzn.
Obliczanie wzmocnienia anteny:Oprogramowanie automatycznie oblicza wzmocnienie bezwzględne jednostki AUT, wykorzystując dane dotyczące mocy otrzymane metodą podstawienia, w połączeniu z formułą transmisji Friis i znanym wzmocnieniem SGH.
Post-przetwarzanie i analiza danych:Surowe dane są wygładzane i korygowane (np. pod kątem utraty kabla). Kluczowe parametry, takie jak HPBW, SLL i FBR, są wyodrębniane automatycznie.
Generowanie profesjonalnego raportu pomiarowego:Wszystkie parametry pomiarowe, szczegóły konfiguracji, warunki testowe, status kalibracji sprzętu itp. są zintegrowane, tworząc kompletny i identyfikowalny profesjonalny raport.
Nawet w idealnej komorze bezechowej zapewnienie dokładności i wiarygodności ostatecznych danych pomiarowych anteny wymaga specjalistycznej obsługi technicznej i ścisłej kontroli jakości.
Wyzwanie:Kable i złącza zasilające wprowadzają tłumienie (stratę) sygnału, co może mieć wpływ na precyzję wartości wzmocnienia.
Rozwiązanie:Kalibracja portu iosadzanieoperacje należy wykonywać przy użyciu VNA. Dokładny pomiar tłumienia kabla przy częstotliwości roboczej i odjęcie go od wyniku końcowego pozwala uzyskać pewność, że dane dotyczące wzmocnienia odzwierciedlają rzeczywistą wydajność anteny.
Wyzwanie:W przypadku dużych anten lub pomiarów o niskiej częstotliwości ścisłe spełnienie warunku pola dalekiego może wymagać niepraktycznie dużej przestrzeni w komorze.
Rozwiązania:
Kompaktowy system testowania anteny:Wykorzystuje reflektor paraboliczny do kształtowania wiązki ze źródła bliskiego pola w falę quasi-płaską, symulując warunki pola dalekiego w mniejszej komorze bezechowej.
Transformacja pola bliskiego w pole dalekie (NF-FF):Jeśli ze względu na ograniczenia komory możliwy jest tylko pomiar bliskiego pola, do obliczenia i uzyskania równoważnego wzoru i wzmocnienia promieniowania pola dalekiego stosuje się złożone algorytmy matematyczne (takie jak planarne, cylindryczne lub sferyczne skanowanie bliskiego pola).
Wyzwanie:Elementy metalowe używane do podtrzymywania i obracania urządzenia AUT mogą rozpraszać fale elektromagnetyczne, zniekształcając wzór promieniowania.
Rozwiązania:
Użyj stałej dielektrycznej o niskiej straciemateriały piankowe lub styropianowejako konstrukcje wsporcze anten.
Skorzystaj zOdejmowanie tła w komorze bezechowejtechnika: Najpierw mierzone jest pole tła (tylko ze stojakiem i pozycjonerem), a następnie odejmowane od pomiaru anteny w celu oczyszczenia danych.
Dokładny pomiar wydajności anteny jest podstawą sukcesu produktów bezprzewodowych na rynku. Jesteśmy dobrze zorientowani w pokonywaniu różnych wyzwań związanych z testowaniem, zapewniając, że otrzymane dane są takiewiarygodne, identyfikowalne i zgodne z międzynarodowymi standardami.
Posiadamy najwyższej klasy komory bezechowe oraz zespół doświadczonych, profesjonalnych inżynierów.
