ანტენაგაზომვა არის ანტენის მუშაობის და მახასიათებლების რაოდენობრივი შეფასების და ანალიზის პროცესი. სპეციალური სატესტო აღჭურვილობისა და გაზომვის მეთოდების გამოყენებით, ჩვენ ვზომავთ ანტენის მომატებას, გამოსხივების შაბლონს, მუდმივი ტალღის თანაფარდობას, სიხშირის პასუხს და სხვა პარამეტრებს, რათა შევამოწმოთ, აკმაყოფილებს თუ არა ანტენის დიზაინის სპეციფიკაციები მოთხოვნებს, ვამოწმებთ ანტენის მუშაობას და გაუმჯობესების წინადადებების მიწოდება. ანტენის გაზომვების შედეგები და მონაცემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ანტენის მუშაობის შესაფასებლად, დიზაინის ოპტიმიზაციისთვის, სისტემის მუშაობის გასაუმჯობესებლად და ანტენის მწარმოებლებისთვის და აპლიკაციის ინჟინრებისთვის მითითებებისა და უკუკავშირის მიწოდებისთვის.
ანტენის გაზომვისთვის საჭირო აღჭურვილობა
ანტენის ტესტირებისთვის ყველაზე ფუნდამენტური მოწყობილობაა VNA. უმარტივესი ტიპის VNA არის 1-პორტიანი VNA, რომელსაც შეუძლია ანტენის წინაღობის გაზომვა.
ანტენის გამოსხივების ნიმუშის, გაზრდის და ეფექტურობის გაზომვა უფრო რთულია და მოითხოვს ბევრად მეტ აღჭურვილობას. გასაზომ ანტენას დავარქმევთ AUT, რაც ნიშნავს ანტენის ტესტირებას. ანტენის გაზომვისთვის საჭირო აღჭურვილობა მოიცავს:
საცნობარო ანტენა - ანტენა ცნობილი მახასიათებლებით (გაძლიერება, ნიმუში და ა.შ.)
RF დენის გადამცემი - ენერგიის ინექციის საშუალება AUT-ში [ანტენის ტესტირება]
მიმღების სისტემა - ეს განსაზღვრავს რამდენ ენერგიას იღებს საცნობარო ანტენის მიერ
პოზიციონირების სისტემა - ეს სისტემა გამოიყენება საცდელი ანტენის როტაციისთვის წყაროს ანტენასთან მიმართებაში, რადიაციის ნიმუშის გასაზომად კუთხის ფუნქციის მიხედვით.
ზემოაღნიშნული აღჭურვილობის ბლოკ-სქემა ნაჩვენებია სურათზე 1.
სურათი 1. საჭირო ანტენის საზომი აღჭურვილობის დიაგრამა.
ეს კომპონენტები მოკლედ იქნება განხილული. საცნობარო ანტენა, რა თქმა უნდა, კარგად უნდა ასხივებდეს სასურველ ტესტის სიხშირეზე. საცნობარო ანტენები ხშირად ორმაგი პოლარიზებული რქის ანტენებია, ასე რომ ჰორიზონტალური და ვერტიკალური პოლარიზაცია ერთდროულად შეიძლება გაიზომოს.
გადამცემ სისტემას უნდა შეეძლოს გამოსცეს სტაბილური სიმძლავრის დონე. გამომავალი სიხშირე ასევე უნდა იყოს რეგულირებადი (შერჩევადი) და გონივრულად სტაბილური (სტაბილური ნიშნავს, რომ სიხშირე, რომელსაც მიიღებთ გადამცემიდან ახლოს არის თქვენთვის სასურველ სიხშირესთან, არ განსხვავდება ტემპერატურის მიხედვით). გადამცემი უნდა შეიცავდეს ძალიან მცირე ენერგიას ყველა სხვა სიხშირეზე (ყოველთვის იქნება გარკვეული ენერგია სასურველი სიხშირის მიღმა, მაგრამ არ უნდა იყოს ბევრი ენერგია, მაგალითად, ჰარმონიაში).
მიმღებ სისტემას უბრალოდ უნდა განსაზღვროს, თუ რამდენ ენერგიას იღებს სატესტო ანტენიდან. ეს შეიძლება გაკეთდეს მარტივი დენის მრიცხველის საშუალებით, რომელიც არის მოწყობილობა RF (რადიო სიხშირის) სიმძლავრის გასაზომად და შეიძლება პირდაპირ დაუკავშირდეს ანტენის ტერმინალებს გადამცემი ხაზის საშუალებით (როგორიცაა კოაქსიალური კაბელი N- ტიპის ან SMA კონექტორებით). როგორც წესი, მიმღები არის 50 Ohm სისტემა, მაგრამ შეიძლება იყოს განსხვავებული წინაღობა, თუ მითითებულია.
გაითვალისწინეთ, რომ გადაცემის/მიღების სისტემა ხშირად იცვლება VNA-ით. S21 საზომი გადასცემს სიხშირეს 1-ლი პორტიდან და აღრიცხავს მიღებულ სიმძლავრეს მე-2 პორტში. შესაბამისად, VNA კარგად შეეფერება ამ ამოცანას; თუმცა ეს არ არის ამ ამოცანის შესრულების ერთადერთი მეთოდი.
პოზიციონირების სისტემა აკონტროლებს ტესტის ანტენის ორიენტაციას. იმის გამო, რომ ჩვენ გვინდა გავზომოთ სატესტო ანტენის რადიაციული ნიმუში კუთხის ფუნქციის მიხედვით (ჩვეულებრივ სფერულ კოორდინატებში), ჩვენ გვჭირდება სატესტო ანტენის როტაცია ისე, რომ წყაროს ანტენა ანათებს ტესტის ანტენას ყველა შესაძლო კუთხიდან. ამ მიზნით გამოიყენება პოზიციონირების სისტემა. 1-ელ სურათზე ჩვენ ვაჩვენებთ AUT-ის ბრუნვას. გაითვალისწინეთ, რომ ამ ბრუნვის შესრულების მრავალი გზა არსებობს; ზოგჯერ საცნობარო ანტენა ბრუნავს, ზოგჯერ კი საცნობარო და AUT ანტენა ბრუნავს.
ახლა, როდესაც ჩვენ გვაქვს ყველა საჭირო აღჭურვილობა, შეგვიძლია განვიხილოთ, სად გავაკეთოთ გაზომვები.
სად არის კარგი ადგილი ჩვენი ანტენის გაზომვისთვის? შესაძლოა, გსურს ამის გაკეთება შენს ავტოფარეხში, მაგრამ კედლების, ჭერისა და იატაკის ანარეკლები თქვენს გაზომვებს არაზუსტს გახდის. ანტენის გაზომვების შესასრულებლად იდეალური ადგილია სადმე გარე სივრცეში, სადაც არ შეიძლება მოხდეს ასახვა. თუმცა, იმის გამო, რომ კოსმოსში მოგზაურობა ამჟამად ძალიან ძვირია, ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ საზომ ადგილებზე, რომლებიც დედამიწის ზედაპირზეა. ანექოური კამერა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ანტენის ტესტის კონფიგურაციის იზოლირებისთვის, ხოლო არეკლილი ენერგიის შთანთქმისას RF შთამნთქმელი ქაფით.
თავისუფალი სივრცის დიაპაზონი (ანექოიკური კამერები)
თავისუფალი სივრცის დიაპაზონი არის ანტენის საზომი ადგილები, რომლებიც შექმნილია გაზომვების სიმულაციისთვის, რომლებიც შესრულდება სივრცეში. ანუ ახლომდებარე ობიექტებიდან და მიწიდან (რომლებიც არასასურველია) ყველა არეკლილი ტალღა მაქსიმალურად ჩახშობილია. თავისუფალი სივრცის ყველაზე პოპულარული დიაპაზონი არის ანექოური კამერები, ამაღლებული დიაპაზონი და კომპაქტური დიაპაზონი.
ანექოური კამერები
ანექოური კამერები არის შიდა ანტენის დიაპაზონი. კედლები, ჭერი და იატაკი მოპირკეთებულია სპეციალური ელექტრომაგნიტური ტალღების შთამნთქმელი მასალით. შიდა დიაპაზონები სასურველია, რადგან ტესტის პირობები შეიძლება იყოს ბევრად უფრო მკაცრად კონტროლირებადი, ვიდრე გარე დიაპაზონების. მასალა ხშირად დაკბილული ფორმისაა, რაც ამ კამერებს საკმაოდ საინტერესოს ხდის. დაკბილული სამკუთხედის ფორმები ისეა შექმნილი, რომ ის, რაც მათგან აისახება, მიდრეკილია გავრცელდეს შემთხვევითი მიმართულებებით, და ის, რაც ერთად არის დამატებული ყველა შემთხვევითი ასახვისგან, არათანმიმდევრულად ემატება და, შესაბამისად, შემდგომში ითრგუნება. ანექოური კამერის სურათი ნაჩვენებია შემდეგ სურათზე, რამდენიმე სატესტო მოწყობილობასთან ერთად:
(სურათზე ნაჩვენებია RFMISO ანტენის ტესტი)
ანექოური კამერების ნაკლი არის ის, რომ ისინი ხშირად საკმაოდ დიდი უნდა იყოს. ხშირად ანტენებს სჭირდებათ ერთმანეთისგან მინიმუმ რამდენიმე ტალღის სიგრძის დაშორება შორეული ველის პირობების სიმულაციისთვის. აქედან გამომდინარე, დაბალი სიხშირეებისთვის დიდი ტალღის სიგრძით ჩვენ გვჭირდება ძალიან დიდი კამერები, მაგრამ ღირებულება და პრაქტიკული შეზღუდვები ხშირად ზღუდავს მათ ზომას. ზოგიერთი თავდაცვის კონტრაქტორი კომპანია, რომელიც ზომავს დიდი თვითმფრინავების ან სხვა ობიექტების რადარის ჯვარედინი განყოფილებას, ცნობილია, რომ აქვს კალათბურთის მოედნების ზომის ანექოური კამერები, თუმცა ეს არ არის ჩვეულებრივი. ანექოიკური კამერების მქონე უნივერსიტეტებს, როგორც წესი, აქვთ 3-5 მეტრი სიგრძის, სიგანე და სიმაღლე. ზომების შეზღუდვის გამო და იმის გამო, რომ RF შთამნთქმელი მასალა, როგორც წესი, საუკეთესოდ მუშაობს UHF-ზე და უფრო მაღალზე, ანექოური კამერები ყველაზე ხშირად გამოიყენება 300 MHz-ზე მეტი სიხშირეებისთვის.
ამაღლებული დიაპაზონი
ამაღლებული დიაპაზონები არის გარე დიაპაზონები. ამ კონფიგურაციაში, წყარო და ანტენა შესამოწმებლად დამონტაჟებულია მიწის ზემოთ. ეს ანტენები შეიძლება იყოს მთებზე, კოშკებზე, შენობებზე ან იქ, სადაც მიზანშეწონილია. ეს ხშირად კეთდება ძალიან დიდი ანტენებისთვის ან დაბალ სიხშირეებზე (VHF და ქვემოთ, <100 MHz), სადაც შიდა გაზომვები რთული იქნება. ამაღლებული დიაპაზონის ძირითადი დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 2.
სურათი 2. ამაღლებული დიაპაზონის ილუსტრაცია.
წყაროს ანტენა (ან საცნობარო ანტენა) სულაც არ არის უფრო მაღალ სიმაღლეზე, ვიდრე სატესტო ანტენა, მე უბრალოდ ვაჩვენე ეს ასე აქ. მხედველობის ხაზი (LOS) ორ ანტენას შორის (სურათი 2-ზე შავი სხივით ილუსტრირებული) უნდა იყოს შეუფერხებელი. ყველა სხვა ანარეკლი (როგორიცაა მიწიდან არეკლილი წითელი სხივი) არასასურველია. ამაღლებული დიაპაზონისთვის, მას შემდეგ რაც დადგინდება წყარო და სატესტო ანტენის მდებარეობა, ტესტის ოპერატორები ადგენენ, სად მოხდება მნიშვნელოვანი ასახვა და ცდილობენ მინიმუმამდე დაიყვანონ ასახვა ამ ზედაპირებიდან. ხშირად ამ მიზნით გამოიყენება rf-ის შთამნთქმელი მასალა ან სხვა მასალა, რომელიც აშორებს სხივებს ტესტის ანტენისგან.
კომპაქტური დიაპაზონები
წყაროს ანტენა უნდა განთავსდეს სატესტო ანტენის შორეულ ველში. მიზეზი ის არის, რომ სატესტო ანტენის მიერ მიღებული ტალღა უნდა იყოს სიბრტყის ტალღა მაქსიმალური სიზუსტისთვის. ვინაიდან ანტენები ასხივებენ სფერულ ტალღებს, ანტენა უნდა იყოს საკმარისად შორს, რომ წყაროს ანტენიდან გამოსხივებული ტალღა იყოს დაახლოებით სიბრტყე ტალღა - იხილეთ სურათი 3.
სურათი 3. წყაროს ანტენა ასხივებს ტალღას სფერული ტალღის ფრონტით.
თუმცა, შიდა კამერებისთვის ხშირად არ არის საკმარისი განცალკევება ამის მისაღწევად. ამ პრობლემის მოგვარების ერთ-ერთი მეთოდი არის კომპაქტური დიაპაზონი. ამ მეთოდით, წყაროს ანტენა ორიენტირებულია რეფლექტორზე, რომლის ფორმა შექმნილია სფერული ტალღის დაახლოებით პლანზე ასახვის მიზნით. ეს ძალიან ჰგავს პრინციპს, რომლითაც მუშაობს თეფშების ანტენა. ძირითადი ოპერაცია ნაჩვენებია სურათზე 4.
ნახაზი 4. კომპაქტური დიაპაზონი - წყაროს ანტენიდან სფერული ტალღები აისახება პლანზე (კოლიმირებულად).
პარაბოლური რეფლექტორის სიგრძე, როგორც წესი, სასურველია იყოს სატესტო ანტენაზე რამდენჯერმე. წყაროს ანტენა ნახატ 4-ზე გადახრილია რეფლექტორიდან ისე, რომ არ იყოს არეკლილი სხივების გზაზე. ასევე საჭიროა ზრუნვა, რათა შენარჩუნდეს ნებისმიერი პირდაპირი გამოსხივება (ურთიერთშეერთება) წყაროს ანტენიდან სატესტო ანტენამდე.
გამოქვეყნების დრო: იან-03-2024
