ანტენაგაზომვა არის ანტენის მუშაობისა და მახასიათებლების რაოდენობრივი შეფასებისა და ანალიზის პროცესი. სპეციალური სატესტო აღჭურვილობისა და გაზომვის მეთოდების გამოყენებით, ჩვენ ვზომავთ გაძლიერებას, გამოსხივების ნიმუშს, მდგომი ტალღის თანაფარდობას, სიხშირულ რეაქციას და ანტენის სხვა პარამეტრებს, რათა დავადასტუროთ, აკმაყოფილებს თუ არა ანტენის დიზაინის სპეციფიკაციები მოთხოვნებს, შევამოწმოთ ანტენის მუშაობა და შემოგთავაზოთ გაუმჯობესების წინადადებები. ანტენის გაზომვების შედეგები და მონაცემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ანტენის მუშაობის შესაფასებლად, დიზაინის ოპტიმიზაციისთვის, სისტემის მუშაობის გასაუმჯობესებლად და ანტენის მწარმოებლებისა და გამოყენების ინჟინრებისთვის ხელმძღვანელობისა და უკუკავშირის მისაწოდებლად.
ანტენის გაზომვებში საჭირო აღჭურვილობა
ანტენის ტესტირებისთვის ყველაზე ფუნდამენტური მოწყობილობა VNAა. VNA-ს უმარტივესი ტიპია 1-პორტიანი VNA, რომელსაც შეუძლია ანტენის წინაღობის გაზომვა.
ანტენის გამოსხივების დიაგრამის, გაძლიერებისა და ეფექტურობის გაზომვა უფრო რთულია და გაცილებით მეტ აღჭურვილობას მოითხოვს. გასაზომ ანტენას ჩვენ AUT-ს ვუწოდებთ, რაც ნიშნავს Antenna Under Test-ს. ანტენის გაზომვისთვის საჭირო აღჭურვილობა მოიცავს:
საცნობარო ანტენა - ანტენა ცნობილი მახასიათებლებით (გაძლიერება, დიაგრამა და ა.შ.)
რადიოსიხშირული დენის გადამცემი - ენერგიის AUT-ში ინექციის საშუალება [ტესტირების პროცესში მყოფი ანტენა]
მიმღები სისტემა - ეს განსაზღვრავს, თუ რამდენ სიმძლავრეს იღებს საცნობარო ანტენა.
პოზიციონირების სისტემა - ეს სისტემა გამოიყენება სატესტო ანტენის წყაროს ანტენასთან მიმართებაში მოსაბრუნებლად, გამოსხივების სურათის კუთხის ფუნქციის სახით გასაზომად.
ზემოთ აღნიშნული აღჭურვილობის ბლოკ-სქემა ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში.
სურათი 1. საჭირო ანტენის საზომი მოწყობილობის დიაგრამა.
ეს კომპონენტები მოკლედ იქნება განხილული. საცნობარო ანტენა, რა თქმა უნდა, კარგად უნდა ასხივებდეს სასურველ სატესტო სიხშირეზე. საცნობარო ანტენები ხშირად ორმაგი პოლარიზაციის მქონე რქისებრი ანტენებია, რათა ჰორიზონტალური და ვერტიკალური პოლარიზაციის გაზომვა ერთდროულად იყოს შესაძლებელი.
გადამცემ სისტემას უნდა შეეძლოს სტაბილური ცნობილი სიმძლავრის დონის გამოტანა. გამომავალი სიხშირე ასევე უნდა იყოს რეგულირებადი (შერჩევადი) და საკმაოდ სტაბილური (სტაბილური ნიშნავს, რომ გადამცემიდან მიღებული სიხშირე ახლოსაა თქვენთვის სასურველ სიხშირესთან და დიდად არ იცვლება ტემპერატურაზე). გადამცემი ყველა სხვა სიხშირეზე ძალიან მცირე ენერგიას უნდა შეიცავდეს (მაგალითად, სასურველი სიხშირის მიღმა ყოველთვის იქნება გარკვეული ენერგია, მაგრამ ჰარმონიკებზე დიდი ენერგია არ უნდა იყოს).
მიმღებ სისტემას უბრალოდ სჭირდება იმის დადგენა, თუ რამდენი სიმძლავრე მიიღება სატესტო ანტენიდან. ეს შეიძლება გაკეთდეს მარტივი სიმძლავრის მრიცხველის საშუალებით, რომელიც წარმოადგენს რადიოსიხშირის (RF) სიმძლავრის გაზომვის მოწყობილობას და შეიძლება პირდაპირ დაუკავშირდეს ანტენის ტერმინალებს გადამცემი ხაზის საშუალებით (მაგალითად, კოაქსიალური კაბელი N-ტიპის ან SMA კონექტორებით). როგორც წესი, მიმღები არის 50 ომიანი სისტემა, მაგრამ მითითებულის შემთხვევაში შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული წინაღობა.
გაითვალისწინეთ, რომ გადაცემა/მიღების სისტემა ხშირად VNA-თი იცვლება. S21 გაზომვა გადასცემს სიხშირეს 1 პორტიდან და იწერს მიღებულ სიმძლავრეს 2 პორტში. ამრიგად, VNA კარგად შეეფერება ამ ამოცანას; თუმცა, ეს არ არის ამ ამოცანის შესრულების ერთადერთი მეთოდი.
პოზიციონირების სისტემა აკონტროლებს სატესტო ანტენის ორიენტაციას. რადგან გვინდა გავზომოთ სატესტო ანტენის გამოსხივების სურათი კუთხის ფუნქციის სახით (როგორც წესი, სფერულ კოორდინატებში), საჭიროა სატესტო ანტენის ისე შემობრუნება, რომ წყაროს ანტენა სატესტო ანტენას ყველა შესაძლო კუთხიდან ანათებდეს. ამ მიზნით გამოიყენება პოზიციონირების სისტემა. ნახაზ 1-ში ნაჩვენებია AUT-ის ბრუნვა. გაითვალისწინეთ, რომ ამ ბრუნვის შესრულების მრავალი გზა არსებობს; ზოგჯერ ბრუნავს საცნობარო ანტენა, ზოგჯერ კი როგორც საცნობარო, ასევე AUT ანტენები.
ახლა, როდესაც ყველა საჭირო აღჭურვილობა გვაქვს, შეგვიძლია განვიხილოთ, თუ სად უნდა გავაკეთოთ გაზომვები.
სად არის ანტენის გაზომვების კარგი ადგილი? შესაძლოა, ამის გაკეთება თქვენს ავტოფარეხში გსურთ, მაგრამ კედლებიდან, ჭერიდან და იატაკიდან არეკლილი სინათლე თქვენს გაზომვებს არაზუსტს გახდის. ანტენის გაზომვების ჩასატარებლად იდეალური ადგილია კოსმოსური სივრცე, სადაც არეკლილი სინათლე არ ხდება. თუმცა, რადგან კოსმოსური მოგზაურობა ამჟამად ძალიან ძვირია, ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ დედამიწის ზედაპირზე არსებულ გაზომვის ადგილებზე. ანექოური კამერის გამოყენება შესაძლებელია ანტენის სატესტო სისტემის იზოლირებისთვის, არეკლილი ენერგიის შთანთქმის პარალელურად რადიოსიხშირული შთამნთქმელი ქაფით.
თავისუფალი სივრცის ზონები (ანექოური კამერები)
თავისუფალი სივრცის დიაპაზონები არის ანტენის გაზომვის ადგილები, რომლებიც შექმნილია კოსმოსში შესასრულებელი გაზომვების სიმულირებისთვის. ანუ, ახლომდებარე ობიექტებიდან და მიწიდან არეკლილი ყველა ტალღა (რომლებიც არასასურველია) მაქსიმალურად ითრგუნება. თავისუფალი სივრცის ყველაზე პოპულარული დიაპაზონებია ანექოური კამერები, ამაღლებული დიაპაზონები და კომპაქტური დიაპაზონი.
ანექოური პალატები
ანექოური კამერები შიდა ანტენის დიაპაზონებია. კედლები, ჭერი და იატაკი დაფარულია სპეციალური ელექტრომაგნიტური ტალღების შთამნთქმელი მასალით. შიდა დიაპაზონები სასურველია, რადგან ტესტის პირობების კონტროლი გაცილებით მკაცრად შეიძლება, ვიდრე გარე დიაპაზონების. მასალას ხშირად დაკბილული ფორმა აქვს, რაც ამ კამერებს საკმაოდ საინტერესოს ხდის. დაკბილული სამკუთხედის ფორმები ისეა შექმნილი, რომ მათგან არეკლილი შემთხვევითი მიმართულებით ვრცელდება, ხოლო ყველა შემთხვევითი არეკლილიდან შეკრებილი სიგნალი არათანმიმდევრულად ემატება და ამგვარად კიდევ უფრო ითრგუნება. ანექოური კამერის სურათი ნაჩვენებია შემდეგ სურათზე, ტესტირების ზოგიერთ აღჭურვილობასთან ერთად:
(სურათზე ნაჩვენებია RFMISO ანტენის ტესტი)
ანექოიდური კამერების ნაკლი ის არის, რომ ისინი ხშირად საკმაოდ დიდი ზომის უნდა იყოს. ხშირად ანტენები ერთმანეთისგან მინიმუმ რამდენიმე ტალღის სიგრძის დაშორებით უნდა იყოს განლაგებული შორეული ველის პირობების სიმულირებისთვის. ამიტომ, დიდი ტალღის სიგრძის დაბალი სიხშირეებისთვის ჩვენ გვჭირდება ძალიან დიდი კამერები, მაგრამ ფასი და პრაქტიკული შეზღუდვები ხშირად ზღუდავს მათ ზომას. ცნობილია, რომ ზოგიერთ თავდაცვის კონტრაქტორ კომპანიას, რომელიც ზომავს დიდი თვითმფრინავების ან სხვა ობიექტების რადარის განივი კვეთას, აქვს ანექოიდური კამერები კალათბურთის მოედნის ზომის, თუმცა ეს ჩვეულებრივი არ არის. უნივერსიტეტებს ანექოიდური კამერებით, როგორც წესი, აქვთ კამერები, რომლებიც 3-5 მეტრის სიგრძის, სიგანისა და სიმაღლისაა. ზომის შეზღუდვის გამო და იმის გამო, რომ რადიოსიხშირული შთამნთქმელი მასალა, როგორც წესი, საუკეთესოდ მუშაობს UHF-ზე და უფრო მაღალ სიხშირეებზე, ანექოიდური კამერები ყველაზე ხშირად გამოიყენება 300 MHz-ზე მეტი სიხშირეებისთვის.
ამაღლებული დიაპაზონები
ამაღლებული დიაპაზონები გარე დიაპაზონებია. ამ შემთხვევაში, ტესტირების წყარო და ანტენა დამონტაჟებულია მიწის ზემოთ. ეს ანტენები შეიძლება განთავსდეს მთებზე, კოშკებზე, შენობებზე ან ნებისმიერ სხვა ადგილას, სადაც ეს შესაფერისია. ეს ხშირად კეთდება ძალიან დიდი ანტენებისთვის ან დაბალი სიხშირეებისთვის (VHF და უფრო დაბალი, <100 MHz), სადაც შენობაში გაზომვები რთული იქნება. ამაღლებული დიაპაზონის ძირითადი დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში.
სურათი 2. ამაღლებული დიაპაზონის ილუსტრაცია.
წყაროს ანტენა (ან საცნობარო ანტენა) არ უნდა იყოს აუცილებლად უფრო მაღალ სიმაღლეზე, ვიდრე სატესტო ანტენა, მე უბრალოდ ასე ვაჩვენე აქ. ორ ანტენას შორის ხედვის ხაზი (LOS) (ილუსტრირებულია შავი სხივით ნახაზ 2-ში) უნდა იყოს შეუფერხებელი. ყველა სხვა არეკვლა (მაგალითად, მიწიდან არეკლილი წითელი სხივი) არასასურველია. ამაღლებული დიაპაზონებისთვის, წყაროს და სატესტო ანტენის მდებარეობის დადგენის შემდეგ, სატესტო ოპერატორები შემდეგ განსაზღვრავენ, თუ სად მოხდება მნიშვნელოვანი არეკვლა და ცდილობენ მინიმუმამდე დაიყვანონ არეკვლა ამ ზედაპირებიდან. ხშირად ამ მიზნით გამოიყენება რადიოსიხშირული შთამნთქმელი მასალა ან სხვა მასალა, რომელიც სხივებს სატესტო ანტენისგან გადახრის.
კომპაქტური დიაპაზონები
წყაროს ანტენა უნდა განთავსდეს სატესტო ანტენის შორეულ ველში. მიზეზი ის არის, რომ მაქსიმალური სიზუსტისთვის სატესტო ანტენის მიერ მიღებული ტალღა უნდა იყოს ბრტყელი ტალღა. რადგან ანტენები ასხივებენ სფერულ ტალღებს, ანტენა საკმარისად შორს უნდა იყოს ისე, რომ წყაროს ანტენიდან გამოსხივებული ტალღა დაახლოებით ბრტყელი ტალღა იყოს - იხილეთ სურათი 3.
სურათი 3. წყაროს ანტენა ასხივებს ტალღას სფერული ტალღის ფრონტით.
თუმცა, შიდა კამერებში ხშირად არ არის საკმარისი გამოყოფა ამის მისაღწევად. ამ პრობლემის გადაჭრის ერთ-ერთი მეთოდი კომპაქტური დიაპაზონის გამოყენებაა. ამ მეთოდში, წყაროს ანტენა ორიენტირებულია რეფლექტორისკენ, რომლის ფორმაც შექმნილია სფერული ტალღის დაახლოებით სიბრტყობრივი ფორმით ასახვისთვის. ეს ძალიან ჰგავს იმ პრინციპს, რომელზეც მუშაობს თეფშის ანტენა. ძირითადი მუშაობა ნაჩვენებია ნახაზ 4-ში.
სურათი 4. კომპაქტური დიაპაზონი - წყაროს ანტენიდან სფერული ტალღები აირეკლება სიბრტყის (კოლიმაციის) სახით.
პარაბოლური რეფლექტორის სიგრძე, როგორც წესი, სასურველია, რამდენჯერმე აღემატებოდეს სატესტო ანტენის სიგრძეს. ნახაზ 4-ზე გამოსახული წყაროს ანტენა რეფლექტორისგან დაშორებულია ისე, რომ არ შეეხოს არეკლილ სხივებს. ასევე, სიფრთხილეა საჭირო, რათა წყაროს ანტენიდან სატესტო ანტენამდე პირდაპირი გამოსხივება (ურთიერთშეერთება) არ მოხდეს.
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 3 იანვარი
