Dalam bidang komunikasi tanpa wayar, prestasi antena adalah penting untuk kejayaan mana-mana pautan sistem. Ruang Anechoic berfungsi sebagai persekitaran ujian profesional, dan merupakan satu-satunya lokasi untuk pengukuran tepat Gain Antena dan Corak Sinaran . Artikel ini akan menyelidiki prinsip teras pengukuran ruang anechoic, menyediakan prosedur operasi yang lengkap dan praktikal, dan membincangkan teknik utama yang diperlukan untuk memastikan ketepatan dan kebolehpercayaan pengukuran, membantu data produk anda mencapai profesionalisme dan kuasa yang lebih tinggi.
Mengapa Ruang Anechoic Penting untuk Pengukuran Antena?
Pengukuran tepat perolehan antena dan corak sinaran dalam persekitaran dunia sebenar memerlukan penghapusan semua gangguan yang berpotensi dan simulasi persekitaran ruang bebas yang ideal.
1. Penghapusan Gangguan Elektromagnet Luaran (EMI)
Dinding, siling dan lantai ruang anechoic diselubungi oleh lapisan pelindung logam (biasanya struktur sangkar Faraday). Struktur ini mengasingkan gelombang elektromagnet luaran dan gangguan frekuensi radio (RFI) dengan berkesan, memastikan persekitaran ujian mempunyai hingar latar belakang yang sangat rendah supaya hasil pengukuran hanya mencerminkan prestasi sebenar Antenna Under Test (AUT).
2. Simulasi Ruang Bebas Ideal
Bahagian dalam ruang anechoic dipenuhi dengan sejumlah besar Bahan Penyerap , biasanya struktur berbentuk piramid atau baji yang diperbuat daripada busa poliuretana yang dimuatkan karbon. Bahan-bahan ini memaksimumkan penyerapan gelombang elektromagnet kejadian, dengan itu menghapuskan pantulan dari dinding, lantai, dan siling. Ini secara berkesan mensimulasikan persekitaran operasi antena dalam ruang bebas yang ideal dan menghalang Pudar Berbilang Laluan daripada mengganggu data pengukuran.
Prinsip Pengukuran Teras: Corak Keuntungan dan Sinaran
Pemahaman menyeluruh tentang makna fizikal dan kaedah pengukuran untuk kedua-dua metrik ini adalah asas kepada operasi praktikal.
1. Prinsip Pengukuran Keuntungan Antena
Keuntungan antena ialah ukuran keupayaan antena untuk menumpukan kuasa input ke arah tertentu. Ia mewakili arahan, bukan penguatan tenaga.
Definisi: Gain Antena (G) ditakrifkan sebagai nisbah ketumpatan kuasa yang dihasilkan oleh antena dalam arah sinaran maksimumnya berbanding dengan antena rujukan (biasanya antena isotropik yang ideal). Unit ini biasanya dBi.
Kaedah Penggantian: Ini adalah kaedah yang paling biasa digunakan dan sangat tepat. Pertama, kuasa yang diterima oleh Standard Gain Horn (SGH) diukur. Kemudian, SGH digantikan dengan Antenna Under Test (AUT), dan dengan semua keadaan lain yang dikekalkan tetap, kuasa yang diterima oleh AUT diukur. Dengan membandingkan dua set data, keuntungan AUT boleh diperolehi.
Asas Teori: Asas teori untuk pengiraan keuntungan ialah Formula Penghantaran Friis , yang menerangkan hubungan kuasa yang dipindahkan antara dua antena.
di mana Pr dan Pt ialah kuasa yang diterima dan dihantar, Gt dan Gr ialah keuntungan antena pemancar dan penerima, λ ialah panjang gelombang, dan R ialah jarak antara antena.
2. Prinsip Pengukuran Corak Sinaran
Corak sinaran menggambarkan taburan kekuatan relatif tenaga yang dipancarkan atau diterima oleh antena dalam arah yang berbeza di angkasa. Ia adalah perwakilan visual kearah arah antena.
Teras Pengukuran: Sistem pengukuran memutarkan penentu kedudukan yang membawa Antenna Under Test (AUT) sambil merakam kekuatan isyarat yang diterima oleh antena penerima pada setiap titik sudut secara serentak.
Parameter Utama: Analisis corak sinaran menghasilkan beberapa parameter penting:
Lebar Pancaran Separuh Kuasa (HPBW): Lebar sudut di mana amplitud lobus utama menurun kepada separuh daripada nilai maksimumnya (-3dB).
Tahap Lobus Sisi (SLL): Nisbah kuasa maksimum lobus sisi kepada kuasa maksimum lobus utama.
Polarisasi: Pengukuran tindak balas antena terhadap arah polarisasi yang berbeza.
Prosedur Operasi Praktikal: Protokol Pengukuran Bilik Lapan Langkah
Pengukuran antena yang standard dan tepat memerlukan pematuhan ketat kepada langkah berikut untuk memastikan ketepatan dan kebolehulangan data.
Penentukuran dan Persediaan Instrumen: yang ketat Penentukuran S-parameter bagi peralatan seperti Penganalisis Rangkaian Vektor (VNA) dilakukan untuk memastikan padanan impedans di port pengukuran.
Menentukan Keadaan Medan Jauh: Pastikan jarak ujian R memenuhi keadaan medan jauh R ≥ 2D2 /λ . Ini adalah prasyarat untuk mendapatkan corak keuntungan dan sinaran yang tepat.
Pemasangan Antena Dalam Ujian (AUT): Pasangkan AUT pada penentu kedudukan menggunakan bahan sokongan pemalar dielektrik rendah, memastikan pusat fasa antena diselaraskan dengan tepat dengan pusat putaran penentu kedudukan.
Persediaan dan Penentukuran Standard Gain Horn (SGH): SGH berfungsi sebagai penanda aras rujukan; ia dipasang dengan tepat, dan data perolehannya yang diketahui dimasukkan ke dalam perisian pengukuran.
Pemerolehan Data Corak Sinaran: Tetapkan saiz langkah putaran. Kedudukan mula berputar di sepanjang azimut dan paksi ketinggian, dan sistem secara automatik merekodkan kuasa isyarat yang diterima, mengumpul data untuk sekurang-kurangnya dua satah saling berserenjang.
Pengiraan Keuntungan Antena: Perisian secara automatik mengira keuntungan mutlak AUT menggunakan data kuasa yang diterima daripada kaedah penggantian, digabungkan dengan Formula Penghantaran Friis dan keuntungan SGH yang diketahui.
Pemprosesan dan Analisis Pasca Data: Data mentah dilicinkan dan diperbetulkan (cth, untuk kehilangan kabel). Parameter utama seperti HPBW, SLL dan FBR diekstrak secara automatik.
Penjanaan Laporan Pengukuran Profesional: Semua parameter pengukuran, butiran persediaan, keadaan ujian, status penentukuran peralatan, dsb., disepadukan untuk membentuk laporan profesional yang lengkap dan boleh dikesan.
Cabaran dan Penyelesaian: Memastikan Ketepatan dan Kebolehpercayaan Pengukuran
Walaupun dalam ruang anechoic yang ideal, memastikan data pengukuran antena akhir adalah tepat dan boleh dipercayai memerlukan pengendalian teknikal khusus dan kawalan kualiti yang ketat.
1. Menghapuskan Kehilangan Kabel dan Penyambung
Cabaran: Kabel dan penyambung penyuap memperkenalkan pengecilan isyarat (kehilangan), yang boleh menjejaskan ketepatan nilai keuntungan.
Penyelesaian: Operasi penentukuran port dan nyahbenam mesti dilakukan menggunakan VNA. Dengan mengukur kehilangan kabel dengan tepat pada frekuensi operasi dan menolaknya daripada hasil akhir, data keuntungan dipastikan mencerminkan prestasi intrinsik antena.
2. Ralat Medan Jauh dan Pembetulan Medan Dekat
Cabaran: Untuk antena besar atau pengukuran frekuensi rendah, memenuhi keadaan medan jauh mungkin memerlukan ruang ruang yang besar secara tidak praktikal.
Penyelesaian:
Sistem Ujian Antena Julat Padat: Menggunakan reflektor parabola untuk membentuk rasuk dari sumber medan dekat menjadi gelombang separa satah, mensimulasikan keadaan medan jauh dalam ruang anechoic yang lebih kecil.
Transformasi Medan Dekat ke Medan Jauh (NF-FF): Jika hanya pengukuran medan dekat boleh dilaksanakan disebabkan oleh kekangan ruang, algoritma matematik yang kompleks (seperti imbasan medan dekat satah, silinder atau sfera) digunakan untuk mengira dan memperoleh corak sinaran medan jauh yang setara dan keuntungan.
3. Menghalang Penyelerakan Positioner dan Struktur Sokongan
Cabaran: Komponen logam yang digunakan untuk menyokong dan memutar AUT boleh menyerakkan gelombang elektromagnet, memesongkan corak sinaran.
Penyelesaian:
Gunakan pemalar dielektrik rendah, buih kehilangan rendah atau bahan polistirena sebagai struktur sokongan antena.
Gunakan teknik Penolakan Latar Belakang Ruang Anechoic : Medan latar belakang (dengan hanya berdiri dan penentu kedudukan) diukur dahulu, dan kemudian ditolak daripada pengukuran antena untuk membersihkan data.
Kesimpulan dan Seruan Bertindak
Pengukuran prestasi antena yang tepat adalah asas untuk memastikan produk wayarles anda berjaya dalam pasaran. Kami mahir dalam mengatasi pelbagai cabaran ujian, memastikan data yang anda terima boleh dipercayai, boleh dikesan dan mematuhi piawaian antarabangsa.
Adakah anda memerlukan data ujian antena berketepatan tinggi dan bebas ralat untuk mempercepatkan pelancaran produk anda?
Kami mempunyai bilik anechoic peringkat atas dan pasukan jurutera profesional yang berpengalaman.
Jika perlu, sila hubungi kami secepat mungkin!
