Ο απόλυτος οδηγός για τη μέτρηση της αύξησης της κεραίας και του προτύπου ακτινοβολίας σε ένα αναχώριο θάλαμο

Στον τομέα της ασύρματης επικοινωνίας, η απόδοση της κεραίας είναι κρίσιμη για την επιτυχία κάθε σύνδεσης συστήματος.και είναι η μοναδική τοποθεσία για την ακριβή μέτρηση τηςΚέρδος κεραίας καιΤύπος ακτινοβολίαςΑυτό το άρθρο θα ερευνήσει τις βασικές αρχές των μετρήσεων ανηχοϊκού θαλάμου, θα παρέχει μια πλήρη, πρακτική διαδικασία λειτουργίας,και να συζητήσουν τις βασικές τεχνικές που απαιτούνται για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια και η αξιοπιστία των μετρήσεων, βοηθώντας τα δεδομένα των προϊόντων σας να επιτύχουν μεγαλύτερο επαγγελματισμό και αυθεντία.

Γιατί είναι απαραίτητος ένας αναχωνικός θάλαμος για τη μέτρηση κεραίας;

Η ακριβής μέτρηση της αύξησης της κεραίας και των προτύπων ακτινοβολίας σε ένα πραγματικό περιβάλλον απαιτεί την εξάλειψη όλων των πιθανών παρεμβολών και την προσομοίωση ενός ιδανικού περιβάλλοντος ελεύθερου χώρου.

1Εξάλειψη των εξωτερικών ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI)

Οι τοίχοι, η οροφή και το πάτωμα του αναχωρικού θαλάμου περιβάλλονται από ένα μεταλλικό στρώμα προστασίας (συνήθως μια δομή κλουβιού Faraday).Αυτή η δομή απομονώνει αποτελεσματικά τα εξωτερικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα και τις παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων (RFI), διασφαλίζοντας ότι το περιβάλλον δοκιμής έχει εξαιρετικά χαμηλό θόρυβο φόντου, έτσι ώστε τα αποτελέσματα των μετρήσεων να αντικατοπτρίζουν μόνο την πραγματική απόδοση της κεραίας υπό δοκιμή (AUT).

2. Η προσομοίωση του ιδανικού ελεύθερου χώρου

Το εσωτερικό του αναχωρητικού θαλάμου είναι στρωμένο με μια μεγάλη ποσότηταΥλικό απορρόφησηςΤα υλικά αυτά μεγιστοποιούν την απορρόφηση των εισερχόμενων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων,Εξαλείφοντας έτσι τις αντανάκλασεις από τους τοίχους.Αυτό προσομοιώνει αποτελεσματικά το περιβάλλον λειτουργίας της κεραίας σε ιδανικό ελεύθερο χώρο και αποτρέπει τηνΗ πολλαπλή διαδρομή ξεθωριάζειαπό παρεμβολές στα δεδομένα μετρήσεων.

Βασικές αρχές μέτρησης: κέρδος και πρότυπο ακτινοβολίας

Η πλήρης κατανόηση της φυσικής σημασίας και των μεθόδων μέτρησης για αυτές τις δύο μετρήσεις είναι θεμελιώδης για τις πρακτικές λειτουργίες.

1. Αρχή μέτρησης κέρδους κεραίας

Το κέρδος κεραίας είναι ένα μέτρο της ικανότητας μιας κεραίας να συγκεντρώνει την ισχύ εισόδου σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Ορισμός:Το κέρδος κεραίας (G) ορίζεται ως ο λόγος της πυκνότητας ισχύος που παράγεται από την κεραία στην μέγιστη κατεύθυνση ακτινοβολίας σε σύγκριση με μια κεραία αναφοράς (συνήθως μια ιδανική ισοτροπική κεραία).Η μονάδα είναι συνήθως dBi.

Μέθοδος υποκατάστασης:Πρώτα, μετράται η ισχύς που λαμβάνεται από ένα τυπικό κέρατο κέρδους (SGH). Στη συνέχεια, το SGH αντικαθίσταται από την κεραία υπό δοκιμή (AUT),και με όλες τις άλλες συνθήκες να διατηρούνται σταθερέςΜε τη σύγκριση των δύο συνόλων δεδομένων, μπορεί να προκύψει το κέρδος του AUT.

Θεωρητική βάση:Η θεωρητική βάση για τον υπολογισμό του κέρδους είναι ηΣύνταξη μεταφοράς Friis, η οποία περιγράφει τη σχέση ισχύος που μεταφέρεται μεταξύ δύο κερατών.

όπου Pr και Pt είναι η παραληφθείσα και η μεταδοθείσα ισχύς, Gt και Gr είναι τα κέρδη της κεραίας μετάδοσης και της κεραίας λήψης,λείναι το μήκος κύματος, και R είναι η απόσταση μεταξύ των κεραίων.

2Αρχή μέτρησης προτύπου ακτινοβολίας

Το πρότυπο ακτινοβολίας απεικονίζει τη σχετική κατανομή ισχύος της ενέργειας που ακτινοβολείται ή λαμβάνεται από την κεραία σε διαφορετικές κατευθύνσεις στο διάστημα.Είναι μια οπτική αναπαράσταση της κατεύθυνσης της κεραίας.

Κέντρο μέτρησης:Το σύστημα μέτρησης περιστρέφει τον τοποθετητή που μεταφέρει την κεραία υπό δοκιμή (AUT) ενώ ταυτόχρονα καταγράφει την ένταση του σήματος που λαμβάνεται από την κεραία λήψης σε κάθε γωνιακό σημείο.

Βασικές παραμέτρους:Η ανάλυση των προτύπων ακτινοβολίας αποδίδει αρκετές σημαντικές παραμέτρους:

Διάμετρος δέσμης μισής ισχύος (HPBW):Το γωνιακό πλάτος όπου το πλάτος του κύριου λοβού πέφτει στο ήμισυ της μέγιστης αξίας του (-3dB).

Επίπεδο πλευρικού λοβού (SLL):Η αναλογία της μέγιστης ισχύος του πλευρικού λοβού προς τη μέγιστη ισχύ του κύριου λοβού.

Πολαρισμός:Μέτρηση της απόκρισης της κεραίας σε διαφορετικές κατευθύνσεις πόλωσης.

Πρακτική διαδικασία λειτουργίας: Πρωτόκολλο μέτρησης οκτώ βημάτων αίθουσας

Για μια τυποποιημένη, ακριβή μέτρηση κεραίας απαιτείται η αυστηρή τήρηση των ακόλουθων βημάτων για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια και η επαναληψιμότητα των δεδομένων.

Κλιματισμός και ρύθμιση του οργάνου:ΣκληρόΚλιμάκωση παραμέτρου SΓια να εξασφαλιστεί η αντιστοιχία παρεμπόδισης στις θύρες μέτρησης, χρησιμοποιείται εξοπλισμός όπως ο αναλυτής δικτύου διανυσμάτων (VNA).

Καθορισμός συνθηκών μακρινών πεδίων:Διασφαλίζεται η απόσταση δοκιμής R ικανοποιεί την προϋπόθεση του μακρινού πεδίουR≥ 2D2/λΑυτό είναι προϋπόθεση για την απόκτηση ακριβών προσαυξήσεων και προτύπων ακτινοβολίας.

Εγκατάσταση κεραίας υπό δοκιμή (AUT):Το AUT τοποθετείται στον τοποθετητή χρησιμοποιώντας υλικά υποστήριξης χαμηλής διηλεκτρικής σταθερότητας, εξασφαλίζοντας ότι το κέντρο φάσης της κεραίας ευθυγραμμίζεται με ακρίβεια με το κέντρο περιστροφής του τοποθετητή.

Εγκατάσταση και βαθμονόμηση του τυπικού κέρατος αύξησης (SGH):Το SGH χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς· τοποθετείται με ακρίβεια και τα δεδομένα γνωστού κέρδους εισάγονται στο λογισμικό μέτρησης.

Αγορά δεδομένων για τα πρότυπα ακτινοβολίας:Ο εντοπιστής αρχίζει να περιστρέφεται κατά μήκος των άξονων αζιμούθου και ανύψωσης και το σύστημα καταγράφει αυτόματα την ισχύ του σήματος που λαμβάνεται.συλλογή δεδομένων για τουλάχιστον δύο αμοιβαία κάθετα επίπεδα.

Υπολογισμός κέρδους κεραίας:Το λογισμικό υπολογίζει αυτόματα το απόλυτο κέρδος του AUT χρησιμοποιώντας τα δεδομένα ισχύος που λαμβάνονται από τη μέθοδο υποκατάστασης, σε συνδυασμό με τον τύπο μετάδοσης Friis και το γνωστό κέρδος του SGH.

Μετά την επεξεργασία και ανάλυση των δεδομένων:Τα ακατέργαστα δεδομένα εξομαλύνονται και διορθώνονται (π.χ. για απώλεια καλωδίων).

Παραγωγή επαγγελματικής έκθεσης μέτρησης:Όλες οι παραμέτροι μέτρησης, λεπτομέρειες εγκατάστασης, συνθήκες δοκιμής, κατάσταση βαθμονόμησης του εξοπλισμού κ.λπ. ενσωματώνονται για να σχηματίσουν μια πλήρη και ανιχνεύσιμη επαγγελματική έκθεση.

Προκλήσεις και λύσεις: Διασφάλιση της ακρίβειας και της αξιοπιστίας των μετρήσεων

Ακόμη και σε έναν ιδανικό ανηχοϊκό θάλαμο, η διασφάλιση της ακρίβειας και της αξιοπιστίας των τελικών δεδομένων μέτρησης κεραίας απαιτεί εξειδικευμένο τεχνικό χειρισμό και αυστηρό έλεγχο ποιότητας.

1Εξάλειψη της απώλειας καλωδίων και συνδέσμων

Δύσκολο:Τα καλώδια τροφοδοσίας και οι συνδέσεις εισάγουν εξασθένιση σήματος (απώλεια), η οποία μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια της αξίας κέρδους.

Λύση:Κλιμάκωση θύρας καιΑποσύνδεσηΜετρώντας με ακρίβεια την απώλεια καλωδίου στη συχνότητα λειτουργίας και αφαιρώντας την από το τελικό αποτέλεσμα,εξασφαλίζεται ότι τα δεδομένα κέρδους αντικατοπτρίζουν την εγγενή απόδοση της κεραίας.

2Λάθος μακρινών πεδίων και διόρθωση κοντινών πεδίων

Δύσκολο:Για μεγάλες κεραίες ή μετρήσεις χαμηλής συχνότητας, η αυστηρή ικανοποίηση της συνθήκης μακρινού πεδίου μπορεί να απαιτεί έναν απρακτικά μεγάλο χώρο θαλάμου.

Λύσεις:

Σύστημα δοκιμής κεραίας μικρής εμβέλειας:Χρησιμοποιεί ένα παραβολικό ανακλαστήρα για να διαμορφώσει τη δέσμη από μια πηγή κοντινού πεδίου σε ένα οιονεί επίπεδο κύμα, προσομοιώνοντας τις συνθήκες μακρινού πεδίου μέσα σε ένα μικρότερο αναχώικο θάλαμο.

Μετασχηματισμός κοντινού πεδίου σε μακρινό πεδίο (NF-FF):Εάν είναι εφικτή μόνο η μέτρηση κοντά στο πεδίο λόγω των περιορισμών του θαλάμου, σύνθετοι μαθηματικοί αλγόριθμοι (όπως επίπεδες, κυλινδρικές,ή σφαιρική σάρωση κοντινού πεδίου) χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό και την εξαγωγή του ισοδύναμου μοτίβου ακτινοβολίας μακρινού πεδίου και του κέρδους.

3- Αποτροπή της διάσπαρσης του τοποθετητή και της δομής υποστήριξης

Δύσκολο:Τα μεταλλικά στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη και περιστροφή του AUT μπορούν να διασκορπίσουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα, στρεβλώνοντας το πρότυπο ακτινοβολίας.

Λύσεις:

Χρησιμοποιήστε χαμηλή διηλεκτρική σταθερή, χαμηλή απώλειαυλικά αφρού ή πολυστυρενίουως δομές υποστήριξης κεραίας.

Χρησιμοποιήστε τοΥποκράτηση υπόβαθρου αναχώματοςΤεχνική: Το πεδίο φόντου (με μόνο το σταθμό και τον τοποθετητή) μετράται πρώτα και στη συνέχεια αφαιρείται από τη μέτρηση της κεραίας για τον καθαρισμό των δεδομένων.

Συμπέρασμα και έκκληση για δράση

Η ακριβής μέτρηση της απόδοσης της κεραίας είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για να διασφαλιστεί η επιτυχία των ασύρματων προϊόντων σας στην αγορά.διασφάλιση ότι τα δεδομένα που λαμβάνετε είναιαξιόπιστη, ανιχνεύσιμη και σύμφωνη με τα διεθνή πρότυπα.

Χρειάζεστε υψηλής ακρίβειας, χωρίς σφάλματα δεδομένα δοκιμής κεραίας για να επιταχύνετε την κυκλοφορία του προϊόντος σας;

Διαθέτουμε κορυφαία ανηχητικά θαλάμια και μια ομάδα έμπειρων επαγγελματιών μηχανικών.