Meranie vyžarovacieho diagramu antény je kľúčovým aspektom v oblasti anténnej techniky. Ako dodávateľ antén chápeme význam presného merania vyžarovacieho diagramu pre naše výskumné a vývojové procesy aj pre koncových užívateľov. V tomto blogu preskúmame rôzne metódy na meranie vyžarovacích diagramov antény, príslušné vybavenie a dôležitosť týchto meraní.
Prečo merať vzory vyžarovania antény?
Vzory vyžarovania antény opisujú, ako anténa vyžaruje alebo prijíma elektromagnetickú energiu vo vesmíre. Poskytujú cenné informácie o smerovosti antény, zisku a šírke lúča. Našim zákazníkom, či už sú v odvetví mobilnej komunikácie, letectva alebo v aplikáciách internetu vecí, pochopenie vzoru žiarenia pomáha pri optimalizácii výkonu ich bezdrôtových systémov. Napríklad v mobilnom telefóne môže dobre navrhnutá anténa so správnym vyžarovacím diagramom zabezpečiť lepší príjem a prenos signálu, čo vedie k zlepšeniu kvality hovoru a rýchlosti prenosu dát.
Typy vzorov anténneho žiarenia
Existujú dva hlavné typy vzorov žiarenia: vzory vzdialeného poľa a vzory blízkeho poľa.
- Vzory vzdialeného poľa: Tieto sa merajú v dostatočnej vzdialenosti od antény, kde možno elektromagnetické pole považovať za rovinnú vlnu. Vzory vzdialeného poľa sú najčastejšie používané v praktických aplikáciách, pretože predstavujú výkon antény v reálnych scenároch. Zvyčajne sa používajú na určenie zisku, smerovosti a šírky lúča antény.
- Vzory blízkeho poľa: Vzory blízkeho poľa sa merajú v blízkosti antény. Sú užitočné na pochopenie prepojenia blízkeho poľa antény, čo môže byť dôležité v aplikáciách, kde je anténa v tesnej blízkosti iných komponentov, ako napríklad v malom zariadení IoT.
Metódy merania vzorov anténneho žiarenia
1. Metóda anechoickej komory
Bezodrazová komora je špecializovaná miestnosť určená na pohlcovanie elektromagnetických vĺn, čím sa vytvára prostredie takmer voľného priestoru. Táto metóda je jedným z najpresnejších spôsobov merania vyžarovacích diagramov antény.
- Nastavenie:
- Umiestnite testovanú anténu (AUT) do stredu komory.
- Použite vysielaciu alebo prijímaciu anténu (sondu), ktorá je starostlivo kalibrovaná. Sonda sa pohybuje okolo AUT v guľovom alebo rovinnom vzore.
- Pripojte AUT a sondu k sieťovému analyzátoru alebo spektrálnemu analyzátoru, ktorý meria amplitúdu a fázu prijímaného signálu.
- Proces merania:
- Sonda sa pohybuje v sérii krokov a v každom kroku analyzátor zaznamenáva silu prijatého signálu.
- Pri sférickom meraní sa sonda pohybuje v azimute aj elevácii. Pri rovinnom meraní sa sonda pohybuje v dvojrozmernej rovine.
- Po dokončení merania sa údaje spracujú, aby sa vytvoril diagram žiarenia.
- Výhody:
- Vysoká presnosť vďaka absencii odrazov.
- Dokáže merať vzory vzdialeného aj blízkeho poľa.
- Nevýhody:
- Vysoké náklady na výstavbu a údržbu anechoickej komory.
- Obmedzená veľkosť AUT, ktorú je možné testovať vzhľadom na rozmery komory.
2. Metóda kompaktného rozsahu
Metóda kompaktného rozsahu je nákladovo efektívnejšou alternatívou k bezodrazovej komore na meranie vzorov vzdialeného poľa.
- Nastavenie:
- Reflektor sa používa na premenu sférického čela vlny z napájacej antény na rovinnú vlnu.
- AUT je umiestnený v oblasti, kde sa tvorí rovinná vlna.
- Podobne ako pri metóde bezodrazovej komory sa na meranie prijatého signálu používa sonda, ktorá je pripojená k sieťovému analyzátoru.
- Proces merania:
- Sonda sa pohybuje okolo AUT, aby zbierala údaje pod rôznymi uhlami.
- Údaje sa potom spracujú, aby sa získal diagram žiarenia.
- Výhody:
- Nižšie náklady v porovnaní s anechoickou komorou.
- Dokáže merať veľké antény.
- Nevýhody:
- Obmedzený frekvenčný rozsah kvôli konštrukcii reflektora.
- V dôsledku nedokonalostí reflektora sa môžu vyskytnúť určité nepresnosti.
3. Metóda transformácie blízkeho poľa na vzdialené pole
Táto metóda zahŕňa meranie blízkeho poľa antény a následné použitie matematických algoritmov na transformáciu údajov blízkeho poľa na údaje vzdialeného poľa.
- Nastavenie:
- Na meranie blízkeho poľa AUT sa používa sonda blízkeho poľa. Sonda sa sníma v rovine blízko antény.
- Sonda je pripojená k sieťovému analyzátoru, ktorý zaznamenáva amplitúdu a fázu signálu blízkeho poľa.
- Proces merania:
- Údaje blízkeho poľa sa zhromažďujú cez sieť bodov.
- Na transformáciu údajov blízkeho poľa na údaje vzdialeného poľa sa používajú matematické algoritmy, ako napríklad rýchla Fourierova transformácia (FFT).
- Výhody:
- Dokáže merať antény na relatívne malom priestore.
- Vhodné na meranie antén so zložitou geometriou.
- Nevýhody:
- Presnosť vzoru vzdialeného poľa závisí od kvality merania blízkeho poľa a transformačného algoritmu.
- Na spracovanie údajov je potrebný vysokovýkonný počítač.
Zariadenia používané pri meraní vzoru vyžarovania antény
- Sieťový analyzátor: Sieťový analyzátor sa používa na meranie rozptylových parametrov (S - parametrov) antény, ktoré zahŕňajú koeficient odrazu a koeficient prenosu. Dokáže merať aj amplitúdu a fázu prijímaného signálu.
- Spektrálny analyzátor: Spektrálny analyzátor sa používa na analýzu frekvenčného spektra prijímaného signálu. Môže sa použiť na meranie výkonu signálu pri rôznych frekvenciách.
- Anténna sonda: Anténna sonda sa používa na príjem elektromagnetického signálu z AUT. Na zabezpečenie presných meraní by mal byť starostlivo kalibrovaný.
- Polohovač: Na riadený pohyb sondy alebo AUT sa používa polohovadlo. Môže to byť robotické rameno alebo otočná plošina.
Dôležitosť presného merania radiačnej schémy pre naše produkty
Ako dodávateľ antén ponúkame široký sortiment antén vrátaneKeramická anténaaKovová anténa. Presné meranie vyžarovacieho diagramu je nevyhnutné z niekoľkých dôvodov:
- Dizajn a optimalizácia produktu: Meraním vyžarovacích diagramov našich antén počas procesu návrhu môžeme optimalizovať štruktúru a rozmery antény, aby sme dosiahli požadovaný výkon. Napríklad, ak chceme navrhnúť anténu s vysokým ziskom, môžeme upraviť tvar antény na základe výsledkov merania vyžarovacieho diagramu.
- Kontrola kvality: Meranie vzoru žiarenia je dôležitou súčasťou nášho procesu kontroly kvality. Môžeme zabezpečiť, aby každá nami vyrobená anténa spĺňala špecifikované výkonnostné kritériá. Ak sa vyžarovací diagram antény odchyľuje od konštrukčných špecifikácií, môžeme identifikovať a opraviť problém ešte pred odoslaním produktu zákazníkovi.
- Spokojnosť zákazníkov: Poskytovanie presných údajov o vyžarovaní našim zákazníkom im pomáha robiť informované rozhodnutia o tom, ktorú anténu si vybrať pre svoje aplikácie. Umožňuje im tiež efektívnejšie integrovať naše antény do svojich systémov, čo vedie k vyššej spokojnosti zákazníkov.
Záver
Meranie diagramov vyžarovania antény je zložitý, ale nevyhnutný proces v anténovom priemysle. Ako dodávateľ antén používame kombináciu rôznych meracích metód a vysokokvalitného vybavenia, aby sme zabezpečili presnosť našich meraní vyžarovacieho diagramu. Či už hľadáte aKeramická anténaalebo aKovová anténa, môžeme vám poskytnúť podrobné údaje o vyžarovaní, ktoré vám pomôžu urobiť najlepšiu voľbu pre vašu aplikáciu.
Ak máte záujem o naše anténne produkty alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa merania vyžarovacieho vzoru antény, neváhajte nás kontaktovať pre obstarávanie a ďalšie diskusie. Zaviazali sme sa poskytovať vám antény najvyššej kvality a technickú podporu.
Referencie
- Balanis, CA (2016). Teória antén: Analýza a návrh. Wiley.
- Stutzman, WL a Thiele, GA (2012). Teória a dizajn antény. Wiley.