Inden for trådløs kommunikation er antennens ydeevne afgørende for succesen af enhver systemforbindelse. The Anechoic Chamber fungerer som det professionelle testmiljø og er det eneste sted for den præcise måling af antenneforstærkning og strålingsmønster . Denne artikel vil dykke ned i kerneprincipperne for ekkofri kammermålinger, give en komplet, praktisk betjeningsprocedure og diskutere de nøgleteknikker, der er nødvendige for at sikre målenøjagtighed og pålidelighed, og hjælpe dine produktdata med at opnå større professionalisme og autoritet.
Hvorfor er et lydløst kammer afgørende for antennemåling?
Præcis måling af antenneforstærkning og strålingsmønstre i et virkeligt miljø nødvendiggør eliminering af al potentiel interferens og simulering af et ideelt frirumsmiljø.
1. Eliminering af ekstern elektromagnetisk interferens (EMI)
Væggene, loftet og gulvet i det ekkofrie kammer er omsluttet af et metallisk afskærmningslag (typisk en Faraday-burstruktur). Denne struktur isolerer effektivt eksterne elektromagnetiske bølger og radiofrekvensinterferens (RFI), hvilket sikrer, at testmiljøet har ekstremt lav baggrundsstøj, så måleresultaterne kun afspejler den sande ydeevne af Antenna Under Test (AUT).
2. Simulering af ideel ledig plads
Det indre af det lydløse kammer er foret med en stor mængde absorberende materiale , typisk pyramideformede eller kileformede strukturer lavet af kulstoffyldt polyurethanskum. Disse materialer maksimerer absorptionen af indfaldende elektromagnetiske bølger og eliminerer derved refleksioner fra vægge, gulv og loft. Dette simulerer effektivt antennens driftsmiljø i ideel ledig plads og forhindrer Multipath Fading i at forstyrre måledataene.
Kernemåleprincipper: Forstærkning og strålingsmønster
En grundig forståelse af den fysiske betydning og målemetoder for disse to metrikker er grundlæggende for praktiske operationer.
1. Princip for måling af antenneforstærkning
Antenneforstærkning er et mål for en antennes evne til at koncentrere inputeffekten i en bestemt retning. Det repræsenterer retningsbestemthed, ikke energiforstærkning.
Definition: Antenneforstærkning (G) er defineret som forholdet mellem effekttætheden produceret af antennen i dens maksimale strålingsretning sammenlignet med en referenceantenne (normalt en ideel isotropisk antenne). Enheden er typisk dBi.
Substitutionsmetode: Dette er den mest almindeligt anvendte og meget nøjagtige metode. Først måles den effekt, der modtages af et Standard Gain Horn (SGH). Derefter erstattes SGH'en af Antenna Under Test (AUT), og med alle andre forhold konstant, måles den effekt, som AUT'en modtager. Ved at sammenligne de to sæt data kan forstærkningen af AUT'en udledes.
Teoretisk grundlag: Det teoretiske grundlag for forstærkningsberegning er Friis Transmission Formula , som beskriver effektforholdet, der overføres mellem to antenner.
hvor Pr og Pt er den modtagne og transmitterede effekt, Gt og Gr er den sende- og modtageantenneforstærkning, λ er bølgelængden, og R er afstanden mellem antennerne.
2. Princip for måling af strålingsmønster
Strålingsmønsteret viser den relative styrkefordeling af energi, der udstråles eller modtages af antennen i forskellige retninger i rummet. Det er en visuel repræsentation af antennens retningsbestemmelse.
Målekerne: Målesystemet roterer positionsgiveren, der bærer Antenna Under Test (AUT), mens den samtidig registrerer signalstyrken modtaget af modtageantennen ved hvert vinkelpunkt.
Nøgleparametre: Strålingsmønsteranalyse giver flere vigtige parametre:
Half-Power Beamwidth (HPBW): Den vinkelbredde, hvor hovedlobens amplitude falder til halvdelen af dens maksimale værdi (-3dB).
Side-Lobe Level (SLL): Forholdet mellem den maksimale effekt af sidesløjfen og den maksimale effekt af hovedsløjfen.
Polarisation: Måling af antennens respons på forskellige polarisationsretninger.
Praktisk betjeningsprocedure: Protokol om otte-trins kammermåling
En standard, præcis antennemåling kræver nøje overholdelse af følgende trin for at sikre datanøjagtighed og repeterbarhed.
Instrumentkalibrering og opsætning: Strenge S-parameterkalibrering af udstyr såsom Vector Network Analyzer (VNA) udføres for at sikre impedanstilpasning ved måleportene.
Bestemmelse af fjernfeltsbetingelser: Sørg for, at testafstanden R opfylder fjernfeltsbetingelserne R ≥ 2D2 /λ . Dette er en forudsætning for at opnå nøjagtige forstærknings- og strålingsmønstre.
Antenne Under Test (AUT) Installation: Monter AUT'en på positioneren ved hjælp af støttematerialer med lav dielektricitetskonstant, og sørg for, at antennens fasecenter er nøjagtigt justeret med positionerens rotationscenter.
Standard Gain Horn (SGH) opsætning og kalibrering: SGH fungerer som reference benchmark; den er præcist installeret, og dens kendte forstærkningsdata indlæses i målesoftwaren.
Dataopsamling af strålingsmønster: Indstil rotationstrinstørrelsen. Positioneren begynder at rotere langs azimut- og elevationsakserne, og systemet registrerer automatisk den modtagne signaleffekt og indsamler data for mindst to indbyrdes vinkelrette planer.
Antenneforstærkningsberegning: Softwaren beregner automatisk AUT's absolutte forstærkning ved hjælp af de modtagne effektdata fra substitutionsmetoden, kombineret med Friis transmissionsformlen og SGH'ens kendte forstærkning.
Efterbehandling og analyse af data: De rå data udjævnes og korrigeres (f.eks. for kabeltab). Nøgleparametre såsom HPBW, SLL og FBR udtrækkes automatisk.
Generering af en professionel målerapport: Alle måleparametre, opsætningsdetaljer, testbetingelser, udstyrskalibreringsstatus osv., er integreret for at danne en komplet og sporbar professionel rapport.
Udfordringer og løsninger: Sikring af målenøjagtighed og pålidelighed
Selv i et ideelt lydløst kammer kræver det specialiseret teknisk håndtering og streng kvalitetskontrol at sikre, at de endelige antennemålingsdata er nøjagtige og pålidelige.
1. Eliminering af kabel- og stiktab
Udfordring: Feederkabler og stik introducerer signaldæmpning (tab), som kan påvirke præcisionen af forstærkningsværdien.
Løsning: Portkalibrering og de-indlejring skal udføres ved hjælp af VNA. Ved nøjagtigt at måle kabeltabet ved driftsfrekvensen og trække det fra det endelige resultat, sikres forstærkningsdataene, at de afspejler antennens iboende ydeevne.
2. Fjernfelt-fejl og nær-felt-korrektion
Udfordring: For store antenner eller lavfrekvente målinger kan det kræve et upraktisk stort kammerrum for strengt at opfylde fjernfeltstilstanden.
Løsninger:
Compact Range Antenne Test System: Bruger en parabolsk reflektor til at forme strålen fra en nærfeltskilde til en kvasi-plan bølge, der simulerer fjernfeltsforhold i et mindre ekkofrit kammer.
Transformation fra nærfelt til fjernfelt (NF-FF): Hvis kun nærfeltsmåling er mulig på grund af kammerbegrænsninger, bruges komplekse matematiske algoritmer (såsom plan, cylindrisk eller sfærisk nærfeltsscanning) til at beregne og udlede det ækvivalente fjernfeltstrålingsmønster og forstærkning.
3. Forebyggelse af spredning af positionerings- og støttestruktur
Udfordring: Metalliske komponenter, der bruges til at understøtte og rotere AUT'en, kan sprede elektromagnetiske bølger og forvrænge strålingsmønsteret.
Løsninger:
Brug lav-dielektricitetskonstant, lav-tab skum eller polystyren materialer som antenne støtte strukturer.
Udnyt den lydløse kammerbaggrundssubtraktionsteknik : Baggrundsfeltet (med kun stativet og positionsgiveren) måles først og trækkes derefter fra antennemålingen for at rense dataene.
Konklusion og opfordring til handling
Nøjagtig måling af antenneydelse er hjørnestenen for at sikre, at dine trådløse produkter får succes på markedet. Vi er velbevandrede i at overvinde forskellige testudfordringer og sikre, at de data, du modtager, er troværdige, sporbare og i overensstemmelse med internationale standarder.
Har du brug for højpræcision, fejlfri antennetestdata for at fremskynde din produktlancering?
Vi besidder top-tier lydløse kamre og et team af erfarne professionelle ingeniører.
Hvis det er nødvendigt, bedes du kontakte os hurtigst muligt!
