AntenÖlçmə, antenin performansını və xüsusiyyətlərini kəmiyyətcə qiymətləndirmək və təhlil etmək prosesidir. Xüsusi sınaq avadanlığı və ölçmə metodlarından istifadə etməklə, antenin dizayn spesifikasiyalarının tələblərə cavab verib-vermədiyini yoxlamaq, antenin performansını yoxlamaq və təkmilləşdirmə təklifləri vermək üçün antenin gücləndirməsini, radiasiya nümunəsini, dayanan dalğa nisbətini, tezlik reaksiyasını və digər parametrlərini ölçürük. Anten ölçmələrindən əldə edilən nəticələr və məlumatlar antenin performansını qiymətləndirmək, dizaynları optimallaşdırmaq, sistem performansını yaxşılaşdırmaq və anten istehsalçılarına və tətbiq mühəndislərinə rəhbərlik və rəy vermək üçün istifadə edilə bilər.
Anten Ölçmələrində Tələb Olunan Avadanlıqlar
Anten sınaqları üçün ən fundamental cihaz VNA-dır. Ən sadə VNA növü antenanın impedansını ölçə bilən 1 portlu VNA-dır.
Antenin radiasiya modelini, qazancını və səmərəliliyini ölçmək daha çətindir və daha çox avadanlıq tələb edir. Ölçüləcək antenaya AUT, yəni Test Altında Antenna deyilir. Anten ölçmələri üçün tələb olunan avadanlıqlara aşağıdakılar daxildir:
İstinad antenası - Məlum xüsusiyyətləri (gücləndirmə, naxış və s.) olan anten
RF Güc Ötürücüsü - AUT-a enerji yeritməyin bir yolu [Sınaq Altında Anten]
Qəbuledici sistem - Bu sistem istinad antenası tərəfindən nə qədər enerji alındığını müəyyən edir
Mövqeləndirmə sistemi - Bu sistem, sınaq antenasını mənbə antenasına nisbətən fırlatmaq, şüalanma nümunəsini bucağın funksiyası kimi ölçmək üçün istifadə olunur.
Yuxarıdakı avadanlığın blok diaqramı Şəkil 1-də göstərilmişdir.
Şəkil 1. Tələb olunan anten ölçmə avadanlığının diaqramı.
Bu komponentlər qısaca müzakirə olunacaq. İstinad antenası, əlbəttə ki, istənilən sınaq tezliyində yaxşı şüalanmalıdır. İstinad antenləri çox vaxt ikiqat polyarlaşdırılmış buynuzlu antenalardır, beləliklə üfüqi və şaquli polyarizasiya eyni vaxtda ölçülə bilər.
Ötürmə Sistemi sabit, məlum güc səviyyəsini çıxara bilməlidir. Çıxış tezliyi də tənzimlənən (seçilə bilən) və kifayət qədər sabit olmalıdır (sabit o deməkdir ki, ötürücüdən aldığınız tezlik istədiyiniz tezliyə yaxındır, temperaturla çox dəyişmir). Ötürücü bütün digər tezliklərdə çox az enerji ehtiva etməlidir (məsələn, istənilən tezlikdən kənarda həmişə müəyyən enerji olacaq, lakin harmoniklərdə çox enerji olmamalıdır).
Qəbul Sistemi sadəcə sınaq antenasından nə qədər enerji alındığını müəyyən etməlidir. Bu, RF (radio tezliyi) gücünü ölçmək üçün bir cihaz olan və ötürmə xətti (məsələn, N tipli və ya SMA konnektorları olan koaksial kabel) vasitəsilə birbaşa antenna terminallarına qoşula bilən sadə bir güc ölçən cihaz vasitəsilə edilə bilər. Adətən qəbuledici 50 Ohm sistemdir, lakin göstərildiyi təqdirdə fərqli bir impedans ola bilər.
Qeyd edək ki, ötürmə/qəbul sistemi tez-tez VNA ilə əvəz olunur. S21 ölçməsi 1-ci portdan tezliyi ötürür və 2-ci portda alınan gücü qeyd edir. Beləliklə, VNA bu vəzifə üçün çox uyğundur; lakin bu, bu vəzifəni yerinə yetirməyin yeganə üsulu deyil.
Mövqeləndirmə Sistemi sınaq antenasının istiqamətini idarə edir. Test antenasının şüalanma modelini bucağın funksiyası kimi (adətən sferik koordinatlarda) ölçmək istədiyimiz üçün, mənbə antenası test antenasını mümkün olan hər bir bucaqdan işıqlandırması üçün test antenasını fırlatmalıyıq. Mövqeləndirmə sistemi bu məqsədlə istifadə olunur. Şəkil 1-də fırlanan AUT-u göstəririk. Qeyd edək ki, bu fırlanmanı yerinə yetirməyin bir çox yolu var; bəzən istinad antenası fırlanır, bəzən isə həm istinad, həm də AUT antenaları fırlanır.
Artıq bütün lazımi avadanlıqlarımız olduğundan, ölçmələrin harada aparılacağını müzakirə edə bilərik.
Anten ölçmələrimiz üçün yaxşı yer haradadır? Bəlkə də bunu qarajınızda etmək istərdiniz, amma divarlardan, tavanlardan və döşəmədən əks olunmalar ölçmələrinizin qeyri-dəqiq olmasına səbəb olacaq. Anten ölçmələrini aparmaq üçün ideal yer heç bir əks olunmanın baş verə bilməyəcəyi kosmosdakı bir yerdir. Lakin, kosmik səyahət hazırda həddindən artıq baha başa gəldiyindən, Yer səthində olan ölçmə yerlərinə diqqət yetirəcəyik. Anten sınaq qurğusunu təcrid etmək və əks olunan enerjini RF udma köpüyü ilə udmaq üçün Anexoik Kameradan istifadə etmək olar.
Sərbəst Kosmik Pilləkənlər (Anekoik Otaqlar)
Sərbəst fəza diapazonları, fəzada aparılacaq ölçmələri simulyasiya etmək üçün hazırlanmış anten ölçmə yerləridir. Yəni, yaxınlıqdakı obyektlərdən və yerdən əks olunan bütün dalğalar (arzuolunmaz) mümkün qədər sıxışdırılır. Ən populyar sərbəst fəza diapazonları anexoik kameralar, yüksək diapazonlar və kompakt diapazonlardır.
Anekoik Otaqlar
Anexoik kameralar qapalı antenna diapazonlarıdır. Divarlar, tavanlar və döşəmə xüsusi elektromaqnit dalğa udma materialı ilə örtülmüşdür. Qapalı diapazonlar arzuolunandır, çünki sınaq şərtləri açıq diapazonlara nisbətən daha sərt şəkildə idarə oluna bilər. Material tez-tez forma baxımından da dişli olur və bu da bu kameraları görmək üçün olduqca maraqlı edir. Dişli üçbucaq formaları elə dizayn edilmişdir ki, onlardan əks olunan şey təsadüfi istiqamətlərdə yayılmağa meyllidir və bütün təsadüfi əkslərdən bir araya gələn şey qeyri-mütənasib şəkildə artmağa meyllidir və beləliklə, daha da sıxışdırılır. Anexoik kameranın şəkli bəzi sınaq avadanlıqları ilə birlikdə aşağıdakı şəkildə göstərilir:
(Şəkil RFMISO anten sınağını göstərir)
Anekoik kameraların çatışmazlığı ondadır ki, onlar tez-tez kifayət qədər böyük olmalıdırlar. Çox vaxt antenaların uzaq sahə şəraitini simulyasiya etmək üçün bir-birindən minimum bir neçə dalğa uzunluğunda olması lazımdır. Beləliklə, böyük dalğa uzunluqlarına malik aşağı tezliklər üçün çox böyük kameralara ehtiyacımız var, lakin xərc və praktik məhdudiyyətlər çox vaxt onların ölçüsünü məhdudlaşdırır. Böyük təyyarələrin və ya digər obyektlərin Radar Kəsişməsini ölçən bəzi müdafiə podratçı şirkətlərinin basketbol meydançaları ölçüsündə anekoik kameralara sahib olduqları məlumdur, baxmayaraq ki, bu, adi hal deyil. Anekoik kameraları olan universitetlərdə adətən uzunluğu, eni və hündürlüyü 3-5 metr olan kameralar olur. Ölçü məhdudiyyəti və RF udma materialı adətən UHF və daha yüksək tezliklərdə ən yaxşı işlədiyi üçün anekoik kameralar ən çox 300 MHz-dən yuxarı tezliklər üçün istifadə olunur.
Yüksək silsilələr
Yüksək diapazonlar açıq diapazonlardır. Bu quruluşda sınaqdan keçirilən mənbə və anten yerin üzərində quraşdırılır. Bu antenalar dağlarda, qüllələrdə, binalarda və ya uyğun hesab edilən hər yerdə ola bilər. Bu, çox vaxt çox böyük antenalar üçün və ya qapalı məkanda ölçmələrin çətin olacağı aşağı tezliklərdə (VHF və aşağı tezliklərdə, <100 MHz) edilir. Yüksək diapazonun əsas diaqramı Şəkil 2-də göstərilmişdir.
Şəkil 2. Yüksək diapazonun təsviri.
Mənbə antenası (və ya istinad antenası) mütləq sınaq antenindən daha yüksək hündürlükdə deyil, mən sadəcə burada bunu belə göstərdim. İki anten arasındakı görmə xətti (LOS) (Şəkil 2-də qara şüa ilə təsvir edilmişdir) maneəsiz olmalıdır. Bütün digər əks olunmalar (məsələn, yerdən əks olunan qırmızı şüa) arzuolunmazdır. Yüksək diapazonlar üçün mənbə və sınaq antenası yeri müəyyən edildikdən sonra sınaq operatorları əhəmiyyətli əks olunmaların harada baş verəcəyini müəyyən edir və bu səthlərdən əks olunmaları minimuma endirməyə çalışırlar. Çox vaxt bu məqsədlə rf udma materialı və ya şüaları sınaq antenindən uzaqlaşdıran digər material istifadə olunur.
Kompakt Aralıqlar
Mənbə antenası sınaq anteninin uzaq sahəsinə yerləşdirilməlidir. Səbəb, maksimum dəqiqlik üçün sınaq antenası tərəfindən qəbul edilən dalğanın müstəvi dalğa olmasıdır. Antenalar sferik dalğalar yaydığı üçün, antenanın mənbə antenindən yayılan dalğanın təxminən müstəvi dalğa olması üçün kifayət qədər uzaqda olması lazımdır - Şəkil 3-ə baxın.
Şəkil 3. Mənbə antenası sferik dalğa cəbhəsi olan dalğanı şüalandırır.
Lakin, qapalı kameralar üçün buna nail olmaq üçün çox vaxt kifayət qədər ayrılma olmur. Bu problemi həll etməyin bir üsulu kompakt diapazondur. Bu metodda mənbə antenası, forması sferik dalğanı təxminən müstəvi şəkildə əks etdirmək üçün hazırlanmış reflektora yönəldilmişdir. Bu, çanaq antenanın işləmə prinsipinə çox oxşardır. Əsas əməliyyat Şəkil 4-də göstərilmişdir.
Şəkil 4. Kompakt Diapazon - mənbə antenasından gələn sferik dalğalar müstəvi (kollimasiya olunmuş) şəkildə əks olunur.
Parabolik reflektorun uzunluğunun adətən sınaq antenasından bir neçə dəfə böyük olması arzu olunur. Şəkil 4-dəki mənbə antenası əks olunan şüaların qarşısını almaq üçün reflektordan kənarda yerləşir. Mənbə antenasından sınaq antenasına birbaşa şüalanmanın (qarşılıqlı birləşmənin) qarşısını almaq üçün də diqqətli olmaq lazımdır.
Yazı vaxtı: 03 Yanvar 2024
