Измерването на диаграмата на излъчване на антената е решаващ аспект в областта на антенната технология. Като доставчик на антени, ние разбираме значението на точното измерване на диаграмата на излъчване както за нашите R & D процеси, така и за крайните потребители. В този блог ще проучим различни методи за измерване на диаграмите на излъчване на антената, използваното оборудване и значението на тези измервания.
Защо да измервате диаграмите на излъчване на антената?
Моделите на излъчване на антената описват как антената излъчва или приема електромагнитна енергия в космоса. Те предоставят ценна информация за насочеността, усилването и широчината на лъча на антената. За нашите клиенти, независимо дали са в индустрията за мобилни комуникации, космическото пространство или IoT приложения, разбирането на модела на излъчване помага за оптимизиране на производителността на техните безжични системи. Например, в мобилен телефон една добре проектирана антена с подходяща диаграма на излъчване може да осигури по-добро приемане и предаване на сигнала, което води до подобрено качество на разговора и скорост на трансфер на данни.
Видове диаграми на излъчване на антената
Има два основни типа диаграми на излъчване: диаграми на далечно поле и модели на близко поле.
- Модели на далечно поле: Те се измерват на достатъчно разстояние от антената, където електромагнитното поле може да се счита за плоска вълна. Моделите в далечно поле са най-често използваните в практически приложения, тъй като те представят производителността на антената в реални сценарии. Те обикновено се използват за определяне на усилването, насочеността и ширината на лъча на антената.
- Модели в близко поле: Моделите в близко поле се измерват близо до антената. Те са полезни за разбиране на свързването на антената в близко поле, което може да бъде важно в приложения, където антената е в непосредствена близост до други компоненти, като например в малко IoT устройство.
Методи за измерване на диаграмите на излъчване на антената
1. Метод на безехова камера
Безеховата камера е специализирано помещение, предназначено да абсорбира електромагнитни вълни, създавайки среда в почти свободно пространство. Този метод е един от най-точните начини за измерване на диаграмите на излъчване на антената.
- Настройка:
- Поставете изпитваната антена (AUT) в центъра на камерата.
- Използвайте предавателна или приемаща антена (сонда), която е внимателно калибрирана. Сондата се движи около AUT в сферичен или планарен модел.
- Свържете AUT и сондата към мрежов анализатор или спектрален анализатор, който измерва амплитудата и фазата на получения сигнал.
- Процес на измерване:
- Сондата се премества в поредица от стъпки и на всяка стъпка анализаторът записва силата на получения сигнал.
- За сферично измерване сондата се движи както по азимут, така и по ъгъл на издигане. За планарно измерване сондата се премества в двуизмерна равнина.
- След завършване на измерването данните се обработват, за да се генерира модел на излъчване.
- Предимства:
- Висока точност поради липсата на отражения.
- Може да измерва модели както в далечно, така и в близко поле.
- Недостатъци:
- Високи разходи за изграждане и поддръжка на безехова камера.
- Ограничен размер на AUT, който може да бъде тестван поради размерите на камерата.
2. Метод на компактния диапазон
Методът на компактния обхват е по-рентабилна алтернатива на безеховата камера за измерване на модели на далечно поле.
- Настройка:
- Използва се рефлектор за преобразуване на сферичния вълнов фронт от захранваща антена в плоска вълна.
- AUT се поставя в областта, където се формира плоската вълна.
- Подобно на метода с безехова камера, сонда се използва за измерване на получения сигнал и е свързана към мрежов анализатор.
- Процес на измерване:
- Сондата се движи около AUT, за да събира данни под различни ъгли.
- След това данните се обработват, за да се получи моделът на излъчване.
- Предимства:
- По-ниска цена в сравнение с безехова камера.
- Може да измерва големи антени.
- Недостатъци:
- Ограничен честотен диапазон поради дизайна на рефлектора.
- Възможно е да възникнат някои неточности поради несъвършенствата на рефлектора.
3. Метод на трансформация от близко поле към далечно поле
Този метод включва измерване на близкото поле на антената и след това използване на математически алгоритми за трансформиране на данните за близко поле в данни за далечно поле.
- Настройка:
- Сонда за близко поле се използва за измерване на близко поле на AUT. Сондата се сканира в равнина близо до антената.
- Сондата е свързана към мрежов анализатор, който записва амплитудата и фазата на сигнала в близко поле.
- Процес на измерване:
- Данните за близко поле се събират върху решетка от точки.
- Математически алгоритми, като например бързото преобразуване на Фурие (FFT), се използват за трансформиране на данните от близко поле в данни от далечно поле.
- Предимства:
- Може да измерва антени в сравнително малко пространство.
- Подходящ за измерване на антени със сложни геометрии.
- Недостатъци:
- Точността на модела на далечното поле зависи от качеството на измерването на близкото поле и алгоритъма за трансформация.
- Изисква високопроизводителен компютър за обработка на данни.
Оборудване, използвано при измерване на диаграмата на излъчване на антената
- Мрежов анализатор: Използва се мрежов анализатор за измерване на параметрите на разсейване (S - параметри) на антената, които включват коефициента на отражение и коефициента на предаване. Може също да измерва амплитудата и фазата на получения сигнал.
- Спектрален анализатор: Използва се спектрален анализатор за анализ на честотния спектър на получения сигнал. Може да се използва за измерване на мощността на сигнала при различни честоти.
- Антенна сонда: Антенната сонда се използва за приемане на електромагнитния сигнал от AUT. Той трябва да бъде внимателно калибриран, за да се осигурят точни измервания.
- Позиционер: Позиционер се използва за контролирано преместване на сондата или AUT. Може да бъде роботизирана ръка или въртяща се платформа.
Значението на точното измерване на модела на излъчване за нашите продукти
Като доставчик на антени, ние предлагаме широка гама от антени, включителноКерамична антенаиМетална антена. Точното измерване на модела на излъчване е от съществено значение поради няколко причини:
- Продуктов дизайн и оптимизация: Чрез измерване на диаграмите на излъчване на нашите антени по време на процеса на проектиране, ние можем да оптимизираме структурата и размерите на антената, за да постигнем желаната производителност. Например, ако искаме да проектираме антена с високо усилване, можем да коригираме формата на антената въз основа на резултатите от измерването на диаграмата на излъчване.
- Контрол на качеството: Измерването на модела на излъчване е важна част от нашия процес за контрол на качеството. Ние можем да гарантираме, че всяка антена, която произвеждаме, отговаря на определените критерии за ефективност. Ако диаграмата на излъчване на антената се отклонява от проектните спецификации, ние можем да идентифицираме и коригираме проблема, преди продуктът да бъде изпратен на клиента.
- Удовлетвореност на клиентите: Предоставянето на точни данни за модела на излъчване на нашите клиенти им помага да вземат информирани решения за това коя антена да изберат за своите приложения. Освен това им позволява да интегрират нашите антени в своите системи по-ефективно, което води до по-голяма удовлетвореност на клиентите.
Заключение
Измерването на диаграмите на излъчване на антената е сложен, но важен процес в производството на антени. Ние, като доставчик на антени, използваме комбинация от различни методи за измерване и висококачествено оборудване, за да гарантираме точността на нашите измервания на диаграмата на излъчване. Независимо дали търсите aКерамична антенаили аМетална антена, можем да ви предоставим подробни данни за модела на излъчване, за да ви помогнем да направите най-добрия избор за вашето приложение.
Ако се интересувате от нашите антенни продукти или имате някакви въпроси относно измерването на диаграмата на излъчване на антената, не се колебайте да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии. Ние се ангажираме да ви предоставим най-качествените антени и техническа поддръжка.
Референции
- Баланис, Калифорния (2016). Теория на антената: анализ и дизайн. Уайли.
- Stutzman, WL, & Thiele, GA (2012). Теория и дизайн на антената. Уайли.