คำแนะนำขั้นสูงสุดในการวัดอัตราขยายของเสาอากาศและรูปแบบการแผ่รังสีในห้องที่ไม่มีเสียงสะท้อน

ในด้านการสื่อสารไร้สาย ประสิทธิภาพของเสาอากาศมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของการเชื่อมต่อระบบใดๆ Anechoic Chamber ทำหน้าที่เป็นสภาพแวดล้อมการทดสอบระดับมืออาชีพ และเป็นสถานที่เพียงแห่งเดียวสำหรับการวัด ค่าเกนของเสาอากาศ  และ รูปแบบการแผ่รังสี อย่าง แม่นยำ บทความนี้จะเจาะลึกหลักการสำคัญของการตรวจวัดห้องไร้เสียงสะท้อน นำเสนอขั้นตอนการปฏิบัติงานที่ครบถ้วนและใช้งานได้จริง และหารือเกี่ยวกับเทคนิคสำคัญที่จำเป็นเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำและความน่าเชื่อถือในการวัด ช่วยให้ข้อมูลผลิตภัณฑ์ของคุณมีความเป็นมืออาชีพและมีอำนาจมากขึ้น

เหตุใด Anechoic Chamber จึงจำเป็นสำหรับการวัดเสาอากาศ

การวัดอัตราขยายของเสาอากาศและรูปแบบการแผ่รังสีที่แม่นยำในสภาพแวดล้อมจริงจำเป็นต้องกำจัดสัญญาณรบกวนที่อาจเกิดขึ้นทั้งหมดและการจำลองสภาพแวดล้อมพื้นที่ว่างในอุดมคติ

1. การกำจัดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก (EMI)

ผนัง เพดาน และพื้นของห้องไร้เสียงสะท้อนถูกห่อหุ้มด้วยชั้นป้องกันโลหะ (โดยทั่วไปคือโครงสร้างกรงฟาราเดย์) โครงสร้างนี้แยกคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกและการรบกวนความถี่วิทยุ (RFI) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ว่าสภาพแวดล้อมการทดสอบมีเสียงรบกวนพื้นหลังต่ำมาก เพื่อให้ผลการวัดสะท้อนเฉพาะประสิทธิภาพที่แท้จริงของเสาอากาศภายใต้การทดสอบ (AUT)

2. การจำลองพื้นที่ว่างในอุดมคติ

ภายในของห้องไร้เสียงสะท้อนนั้นบุด้วย จำนวนมาก ซึ่ง วัสดุดูดซับ โดยทั่วไปแล้วจะเป็นโครงสร้างรูปทรงเสี้ยมหรือรูปลิ่มที่ทำจากโฟมโพลียูรีเทนที่บรรจุคาร์บอน วัสดุเหล่านี้ดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบได้สูงสุด ซึ่งจะช่วยขจัดแสงสะท้อนจากผนัง พื้น และเพดาน สิ่งนี้จะจำลองสภาพแวดล้อมการทำงานของเสาอากาศในพื้นที่ว่างที่เหมาะสมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันไม่ให้ Multipath Fading  รบกวนข้อมูลการวัด

หลักการวัดหลัก: รูปแบบเกนและรังสี

ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับความหมายทางกายภาพและวิธีการวัดของทั้งสองหน่วยเมตริกถือเป็นพื้นฐานของการปฏิบัติงานจริง

1. หลักการวัดอัตราขยายของเสาอากาศ

อัตราขยายของเสาอากาศเป็นการวัดความสามารถของเสาอากาศในการรวมกำลังไฟฟ้าเข้าไปในทิศทางเฉพาะ มันแสดงถึงทิศทาง ไม่ใช่การขยายพลังงาน

คำจำกัดความ:  อัตราขยายของเสาอากาศ (G) หมายถึงอัตราส่วนของความหนาแน่นของพลังงานที่สร้างโดยเสาอากาศในทิศทางการแผ่รังสีสูงสุดเมื่อเปรียบเทียบกับเสาอากาศอ้างอิง (โดยปกติแล้วจะเป็นเสาอากาศไอโซโทรปิกในอุดมคติ) โดยทั่วไปหน่วยจะเป็น dBi

วิธีการทดแทน:  นี่เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปและมีความแม่นยำสูง ขั้นแรก ให้วัดกำลังที่ได้รับจาก Standard Gain Horn (SGH) จากนั้น SGH จะถูกแทนที่ด้วยเสาอากาศภายใต้การทดสอบ (AUT) และในขณะที่เงื่อนไขอื่นๆ ทั้งหมดคงที่อยู่ กำลังที่ AUT จะได้รับจะถูกวัด เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลทั้งสองชุด จะได้ค่าเกนของ AUT

พื้นฐานทางทฤษฎี:  พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการคำนวณอัตราขยายคือ สูตรการส่งสัญญาณ Friis ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์ทางพลังงานที่ถ่ายโอนระหว่างเสาอากาศสองอัน

โดยที่ Pr และ Pt คือกำลังรับและส่ง Gt และ Gr คืออัตราขยายของเสาอากาศในการส่งและรับ lam  คือความยาวคลื่น และ R คือระยะห่างระหว่างเสาอากาศ

2. หลักการวัดรูปแบบรังสี

รูปแบบการแผ่รังสีแสดงให้เห็นการกระจายความแรงสัมพัทธ์ของพลังงานที่แผ่หรือรับโดยเสาอากาศในทิศทางต่างๆ ในอวกาศ มันเป็นการแสดงทิศทางของเสาอากาศด้วยภาพ

แกนการวัด:  ระบบการวัดจะหมุนตัวกำหนดตำแหน่งที่ถือเสาอากาศภายใต้การทดสอบ (AUT) ในขณะเดียวกันก็บันทึกความแรงของสัญญาณที่ได้รับจากเสาอากาศรับสัญญาณที่จุดเชิงมุมแต่ละจุดไปพร้อมๆ กัน

พารามิเตอร์หลัก:  การวิเคราะห์รูปแบบการแผ่รังสีให้ผลพารามิเตอร์ที่สำคัญหลายประการ:

ความกว้างของลำแสงแบบครึ่งกำลัง (HPBW):  ความกว้างเชิงมุมที่แอมพลิจูดของกลีบหลักลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของค่าสูงสุด (-3dB)

ระดับกลีบด้านข้าง (SLL):  อัตราส่วนของกำลังสูงสุดของกลีบด้านข้างต่อกำลังสูงสุดของกลีบหลัก

โพลาไรซ์:  การวัดการตอบสนองของเสาอากาศต่อทิศทางโพลาไรซ์ที่ต่างกัน

ขั้นตอนการปฏิบัติจริง: โปรโตคอลการวัดห้องแปดขั้นตอน

การวัดเสาอากาศที่เป็นมาตรฐานและแม่นยำต้องปฏิบัติตามขั้นตอนต่อไปนี้อย่างเคร่งครัดเพื่อให้มั่นใจในความถูกต้องของข้อมูลและความสามารถในการทำซ้ำ

การสอบเทียบและการตั้งค่าเครื่องมือ: มี  ที่เข้มงวด การสอบเทียบพารามิเตอร์ S  ของอุปกรณ์ เช่น Vector Network Analyzer (VNA) เพื่อให้แน่ใจว่าอิมพีแดนซ์ตรงกันที่พอร์ตการวัด

การ สภาพของสนามระยะไกล:  ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะการทดสอบ R  เป็นไปตามสภาพของสนามระยะไกล R ≥ 2D² /แล กำหนด นี่เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการได้รับรูปแบบเกนและรังสีที่แม่นยำ

การติดตั้งเสาอากาศภายใต้การทดสอบ (AUT):  ติดตั้ง AUT เข้ากับตัวกำหนดตำแหน่งโดยใช้วัสดุรองรับคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ เพื่อให้มั่นใจว่าศูนย์กลางเฟสของเสาอากาศอยู่ในแนวเดียวกับศูนย์กลางการหมุนของตัวกำหนดตำแหน่งอย่างแม่นยำ

การตั้งค่าและการสอบเทียบ Standard Gain Horn (SGH):  SGH ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานอ้างอิง ได้รับการติดตั้งอย่างแม่นยำ และข้อมูลเกนที่ทราบจะถูกป้อนลงในซอฟต์แวร์การวัด

การได้มาซึ่งข้อมูลรูปแบบการแผ่รังสี:  ตั้งค่าขนาดขั้นตอนการหมุน ตัวกำหนดตำแหน่งจะเริ่มหมุนไปตามแกนอะซิมัทและแกนยกระดับ และระบบจะบันทึกกำลังของสัญญาณที่ได้รับโดยอัตโนมัติ โดยรวบรวมข้อมูลสำหรับระนาบที่ตั้งฉากกันอย่างน้อยสองระนาบ

การคำนวณอัตราขยายของเสาอากาศ:  ซอฟต์แวร์จะคำนวณอัตราขยายสัมบูรณ์ของ AUT โดยอัตโนมัติโดยใช้ข้อมูลกำลังไฟฟ้าที่ได้รับจากวิธีการทดแทน รวมกับสูตรการส่งสัญญาณ Friis และอัตราขยายที่ทราบของ SGH

การประมวลผลและการวิเคราะห์ข้อมูลภายหลัง:  ข้อมูลดิบได้รับการปรับให้เรียบและแก้ไข (เช่น การสูญเสียสายเคเบิล) พารามิเตอร์หลัก เช่น HPBW, SLL และ FBR จะถูกแยกออกมาโดยอัตโนมัติ

การสร้างรายงานการวัดโดยมืออาชีพ:  พารามิเตอร์การวัดทั้งหมด รายละเอียดการตั้งค่า เงื่อนไขการทดสอบ สถานะการสอบเทียบอุปกรณ์ ฯลฯ ได้รับการบูรณาการเพื่อสร้างรายงานระดับมืออาชีพที่สมบูรณ์และตรวจสอบย้อนกลับได้

ความท้าทายและแนวทางแก้ไข: การรับรองความถูกต้องแม่นยำและความน่าเชื่อถือในการวัด

แม้ในห้องไร้เสียงก้องในอุดมคติ การรับรองว่าข้อมูลการวัดเสาอากาศขั้นสุดท้ายมีความแม่นยำและเชื่อถือได้ จำเป็นต้องมีการจัดการทางเทคนิคเฉพาะทางและการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด

1. ขจัดการสูญเสียสายเคเบิลและขั้วต่อ

ความท้าทาย:  สายป้อนและตัวเชื่อมต่อทำให้เกิดการลดทอนสัญญาณ (สูญเสีย) ซึ่งอาจส่งผลต่อความแม่นยำของค่าเกน

วิธีแก้ไข: ต้องทำการ  สอบเทียบพอร์ตและ ยกเลิก  การฝังโดยใช้ VNA ด้วยการวัดการสูญเสียของสายเคเบิลที่ความถี่ในการทำงานอย่างแม่นยำและลบออกจากผลลัพธ์สุดท้าย ข้อมูลเกนจึงมั่นใจได้ว่าจะสะท้อนถึงประสิทธิภาพที่แท้จริงของเสาอากาศ

2. ข้อผิดพลาดในสนามไกลและการแก้ไขสนามใกล้เคียง

ความท้าทาย:  สำหรับเสาอากาศขนาดใหญ่หรือการวัดความถี่ต่ำ การตอบสนองสภาพสนามระยะไกลอย่างเคร่งครัดอาจต้องใช้พื้นที่ห้องขนาดใหญ่ที่ใช้งานไม่ได้

โซลูชั่น:

ระบบทดสอบเสาอากาศช่วงขนาดกะทัดรัด:  ใช้ตัวสะท้อนแสงแบบพาราโบลาเพื่อกำหนดรูปร่างลำแสงจากแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กใกล้ให้เป็นคลื่นเสมือนระนาบ จำลองสภาพสนามระยะไกลภายในห้องไร้เสียงสะท้อนขนาดเล็ก

การแปลงจากสนามระยะใกล้ไปเป็นสนามไกล (NF-FF):  หากทำได้เฉพาะการวัดในสนามระยะใกล้เท่านั้นเนื่องจากข้อจำกัดของห้อง อัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน (เช่น การสแกนสนามใกล้ในระนาบ ทรงกระบอก หรือทรงกลม) จะถูกนำมาใช้ในการคำนวณและรับรูปแบบการแผ่รังสีจากสนามไกลที่เทียบเท่ากันและอัตราขยาย

3. ป้องกันการกระจัดกระจายของ Positioner และโครงสร้างรองรับ

ความท้าทาย:  ส่วนประกอบที่เป็นโลหะที่ใช้ในการรองรับและหมุน AUT สามารถกระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งบิดเบือนรูปแบบการแผ่รังสี

โซลูชั่น:

ใช้ มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ การสูญเสียต่ำ วัสดุโฟมหรือโพลีสไตรีนที่  เป็นโครงสร้างรองรับเสาอากาศ

ใช้ เทคนิค การลบพื้นหลัง Anechoic Chamber  : สนามพื้นหลัง (ที่มีเฉพาะขาตั้งและตัวกำหนดตำแหน่ง) จะถูกวัดก่อน จากนั้นจึงลบออกจากการวัดเสาอากาศเพื่อทำให้ข้อมูลบริสุทธิ์

บทสรุปและการเรียกร้องให้ดำเนินการ

การวัดประสิทธิภาพเสาอากาศที่แม่นยำเป็นรากฐานสำคัญในการทำให้ผลิตภัณฑ์ไร้สายของคุณประสบความสำเร็จในตลาด เรามีความเชี่ยวชาญเป็นอย่างดีในการเอาชนะความท้าทายในการทดสอบต่างๆ เพื่อให้มั่นใจว่าข้อมูลที่คุณได้รับมี ความน่าเชื่อถือ ตรวจสอบย้อนกลับได้ และเป็นไปตามมาตรฐานสากล

คุณต้องการข้อมูลการทดสอบเสาอากาศที่มีความแม่นยำสูงและปราศจากข้อผิดพลาดเพื่อเร่งการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ของคุณหรือไม่?

เรามีห้องป้องกันเสียงสะท้อนระดับชั้นนำและทีมวิศวกรมืออาชีพที่มีประสบการณ์

หากจำเป็นโปรดติดต่อเราโดยเร็วที่สุด!