AntenaKipimo ni mchakato wa kutathmini na kuchambua utendaji na sifa za antena kwa kiasi. Kwa kutumia vifaa maalum vya majaribio na mbinu za upimaji, tunapima faida, muundo wa mionzi, uwiano wa wimbi lililosimama, mwitikio wa masafa na vigezo vingine vya antena ili kuthibitisha kama vipimo vya muundo wa antena vinakidhi mahitaji, kuangalia utendaji wa antena, na kutoa mapendekezo ya uboreshaji. Matokeo na data kutoka kwa vipimo vya antena zinaweza kutumika kutathmini utendaji wa antena, kuboresha miundo, kuboresha utendaji wa mfumo, na kutoa mwongozo na maoni kwa watengenezaji wa antena na wahandisi wa programu.
Vifaa Vinavyohitajika katika Vipimo vya Antena
Kwa ajili ya majaribio ya antena, kifaa cha msingi zaidi ni VNA. Aina rahisi zaidi ya VNA ni VNA yenye mlango mmoja, ambayo inaweza kupima impedansi ya antena.
Kupima muundo wa mionzi ya antena, faida na ufanisi wake ni vigumu zaidi na kunahitaji vifaa vingi zaidi. Tutaita antena itakayopimwa AUT, ambayo inawakilisha Antena Inayojaribiwa. Vifaa vinavyohitajika kwa ajili ya vipimo vya antena ni pamoja na:
Antena ya marejeleo - Antena yenye sifa zinazojulikana (upana, muundo, n.k.)
Kisambaza Nguvu cha RF - Njia ya kuingiza nishati kwenye AUT [Antena Inajaribiwa]
Mfumo wa kipokezi - Hii huamua ni kiasi gani cha nguvu kinachopokelewa na antena ya marejeleo
Mfumo wa kuweka nafasi - Mfumo huu hutumika kuzungusha antena ya majaribio ikilinganishwa na antena chanzo, kupima muundo wa mionzi kama kigezo cha pembe.
Mchoro wa vitalu vya vifaa vilivyo hapo juu unaonyeshwa kwenye Mchoro 1.
Mchoro 1. Mchoro wa vifaa vya kupimia antena vinavyohitajika.
Vipengele hivi vitajadiliwa kwa ufupi. Antena ya Marejeleo bila shaka inapaswa kung'aa vizuri kwa masafa ya majaribio yanayotakiwa. Antena za marejeleo mara nyingi ni antena za pembe zenye polari mbili, ili upolarishaji wa mlalo na wima uweze kupimwa kwa wakati mmoja.
Mfumo wa Usambazaji unapaswa kuwa na uwezo wa kutoa kiwango thabiti cha nguvu kinachojulikana. Masafa ya kutoa yanapaswa pia kubadilishwa (kuchaguliwa), na kuwa thabiti kiasi (thabiti ina maana kwamba masafa unayopata kutoka kwa kisambazaji ni karibu na masafa unayotaka, hayatofautiani sana na halijoto). Kisambazaji kinapaswa kuwa na nishati kidogo sana katika masafa mengine yote (siku zote kutakuwa na nishati nje ya masafa unayotaka, lakini haipaswi kuwa na nishati nyingi katika harmonics, kwa mfano).
Mfumo wa Kupokea unahitaji tu kubaini ni kiasi gani cha nguvu kinachopokelewa kutoka kwa antena ya majaribio. Hii inaweza kufanywa kupitia mita rahisi ya nguvu, ambayo ni kifaa cha kupimia nguvu ya RF (frequency ya redio) na inaweza kuunganishwa moja kwa moja kwenye vituo vya antena kupitia laini ya upitishaji (kama vile kebo ya koaxial yenye viunganishi vya aina ya N au SMA). Kwa kawaida kipokezi ni mfumo wa 50 Ohm, lakini kinaweza kuwa na kipingamizi tofauti ikiwa kimeainishwa.
Kumbuka kwamba mfumo wa kusambaza/kupokea mara nyingi hubadilishwa na VNA. Kipimo cha S21 husambaza masafa nje ya lango la 1 na hurekodi nguvu inayopokelewa kwenye lango la 2. Kwa hivyo, VNA inafaa vyema kwa kazi hii; hata hivyo sio njia pekee ya kutekeleza kazi hii.
Mfumo wa Kuweka Nafasi hudhibiti mwelekeo wa antena ya majaribio. Kwa kuwa tunataka kupima muundo wa mionzi ya antena ya majaribio kama kazi ya pembe (kawaida katika viwianishi vya duara), tunahitaji kuzungusha antena ya majaribio ili antena chanzo iangaze antena ya majaribio kutoka kila pembe inayowezekana. Mfumo wa kuweka nafasi unatumika kwa kusudi hili. Katika Mchoro 1, tunaonyesha AUT ikizungushwa. Kumbuka kwamba kuna njia nyingi za kufanya mzunguko huu; wakati mwingine antena ya marejeleo huzungushwa, na wakati mwingine antena zote mbili za marejeleo na AUT huzungushwa.
Sasa kwa kuwa tuna vifaa vyote vinavyohitajika, tunaweza kujadili wapi pa kufanya vipimo.
Ni wapi mahali pazuri pa vipimo vya antena zetu? Labda ungependa kufanya hivi katika gereji yako, lakini tafakari kutoka kuta, dari na sakafu zingefanya vipimo vyako visiwe sahihi. Mahali pazuri pa kufanya vipimo vya antena ni mahali fulani angani, ambapo hakuna tafakari inayoweza kutokea. Hata hivyo, kwa sababu usafiri wa angani kwa sasa ni ghali sana, tutazingatia maeneo ya upimaji yaliyo juu ya uso wa Dunia. Chumba cha Anechoic kinaweza kutumika kutenganisha usanidi wa majaribio ya antena huku kikinyonya nishati iliyoakisiwa kwa kutumia povu inayonyonya RF.
Safu za Nafasi Huria (Vyumba vya Anechoic)
Safu za nafasi huru ni maeneo ya upimaji wa antena yaliyoundwa kuiga vipimo ambavyo vingefanywa angani. Hiyo ni, mawimbi yote yanayoakisiwa kutoka kwa vitu vilivyo karibu na ardhi (ambayo hayatakiwi) hukandamizwa iwezekanavyo. Safu za nafasi huru zinazojulikana zaidi ni vyumba visivyo na mawimbi, safu zilizoinuliwa, na safu ndogo.
Vyumba vya Anechoic
Vyumba vya Anechoic ni safu za antena za ndani. Kuta, dari na sakafu vimepambwa kwa nyenzo maalum za kufyonza mawimbi ya sumakuumeme. Safu za ndani zinapendekezwa kwa sababu hali ya majaribio inaweza kudhibitiwa kwa ukali zaidi kuliko zile za safu za nje. Nyenzo mara nyingi huwa na umbo la mkunjo pia, na kufanya vyumba hivi vivutie sana kuona. Maumbo ya pembetatu yenye mkunjo yameundwa ili kile kinachoakisiwa kutoka kwao kienee kuenea katika pande nasibu, na kile kinachoongezwa pamoja kutoka kwa tafakari zote nasibu huwa kinaongeza bila kueleweka na hivyo hukandamizwa zaidi. Picha ya chumba cha Anechoic inaonyeshwa katika picha ifuatayo, pamoja na vifaa vya majaribio:
(Picha inaonyesha jaribio la antena ya RFMISO)
Ubaya wa vyumba vya anechoic ni kwamba mara nyingi huhitaji kuwa vikubwa vya kutosha. Mara nyingi antena zinahitaji kuwa na mawimbi kadhaa mbali na kila mmoja kwa kiwango cha chini ili kuiga hali za uwanja wa mbali. Kwa hivyo, kwa masafa ya chini yenye mawimbi makubwa tunahitaji vyumba vikubwa sana, lakini vikwazo vya gharama na vitendo mara nyingi hupunguza ukubwa wao. Baadhi ya kampuni za utetezi zinazopima Sehemu ya Msalaba wa Rada ya ndege kubwa au vitu vingine zinajulikana kuwa na vyumba vya anechoic ukubwa wa viwanja vya mpira wa kikapu, ingawa hii si kawaida. Vyuo vikuu vyenye vyumba vya anechoic kwa kawaida huwa na vyumba vyenye urefu, upana na urefu wa mita 3-5. Kwa sababu ya kizuizi cha ukubwa, na kwa sababu nyenzo za kunyonya RF kwa kawaida hufanya kazi vizuri zaidi kwenye UHF na juu zaidi, vyumba vya anechoic mara nyingi hutumiwa kwa masafa zaidi ya 300 MHz.
Safu Zilizoinuliwa
Safu Zilizoinuliwa ni safu za nje. Katika mpangilio huu, chanzo na antena inayojaribiwa huwekwa juu ya ardhi. Antena hizi zinaweza kuwa kwenye milima, minara, majengo, au popote pale mtu anapoona inafaa. Hii mara nyingi hufanywa kwa antena kubwa sana au kwa masafa ya chini (VHF na chini, <100 MHz) ambapo vipimo vya ndani haviwezi kurekebishwa. Mchoro wa msingi wa safu zilizoinuliwa unaonyeshwa kwenye Mchoro 2.
Mchoro 2. Mchoro wa masafa ya juu.
Antena chanzo (au antena ya marejeleo) si lazima iwe kwenye mwinuko wa juu zaidi kuliko antena ya majaribio, nimeionyesha tu kwa njia hiyo hapa. Mstari wa kuona (LOS) kati ya antena hizo mbili (zinazoonyeshwa na miale nyeusi katika Mchoro 2) lazima zisiwe na kizuizi. Mwangaza mwingine wote (kama vile miale nyekundu inayoakisiwa kutoka ardhini) haufai. Kwa masafa yaliyoinuliwa, mara tu eneo la chanzo na antena ya majaribio linapobainishwa, waendeshaji wa majaribio kisha huamua mahali ambapo mwangaza muhimu utatokea, na kujaribu kupunguza mwangaza kutoka kwenye nyuso hizi. Mara nyingi nyenzo za kunyonya rf hutumiwa kwa kusudi hili, au nyenzo nyingine inayoondoa miale kutoka kwa antena ya majaribio.
Safu Ndogo
Antena chanzo lazima iwekwe katika uwanja wa mbali wa antena ya majaribio. Sababu ni kwamba wimbi linalopokelewa na antena ya majaribio linapaswa kuwa wimbi la ndege kwa usahihi wa hali ya juu. Kwa kuwa antena hutoa mawimbi ya duara, antena inahitaji kuwa mbali vya kutosha kiasi kwamba wimbi linalotolewa kutoka kwa antena chanzo ni takriban wimbi la ndege - tazama Mchoro 3.
Mchoro 3. Antena chanzo hutoa wimbi lenye wimbi la duara.
Hata hivyo, kwa vyumba vya ndani mara nyingi hakuna utengano wa kutosha ili kufanikisha hili. Njia moja ya kurekebisha tatizo hili ni kupitia masafa madogo. Katika njia hii, antena chanzo huelekezwa kuelekea kiakisi, ambacho umbo lake limeundwa kuakisi wimbi la duara kwa namna ya takriban sayari. Hii ni sawa na kanuni ambayo antena ya sahani hufanya kazi. Uendeshaji wa msingi unaonyeshwa kwenye Mchoro 4.
Mchoro 4. Masafa Mafupi - mawimbi ya duara kutoka kwa antena chanzo yanaakisiwa kuwa ya sayari (yaliyounganishwa).
Urefu wa kiakisi cha paraboliki kwa kawaida huhitajika kuwa mara kadhaa zaidi ya antena ya majaribio. Antena chanzo katika Mchoro 4 imetengwa kutoka kwa kiakisi ili isiingie kwenye miale inayoakisiwa. Uangalifu lazima pia ufanyike ili kuweka mionzi yoyote ya moja kwa moja (muunganisho wa pande zote) kutoka kwa antena chanzo hadi antena ya majaribio.
Muda wa chapisho: Januari-03-2024
