AntennaA misurazione hè u prucessu di valutà è analizà quantitativamente u rendiment è e caratteristiche di l'antenna. Utilizendu l'equipaggiu di prova speciale è i metudi di misurazione, misuremu u guadagnu, u mudellu di radiazione, u rapportu d'onda permanente, a risposta di frequenza è altri parametri di l'antenna per verificà se e specificazioni di cuncepimentu di l'antenna rispondenu à i requisiti, verificate u rendiment di l'antenna, è furnisce suggerimenti di migliurà. I risultati è e dati da e misurazioni di l'antenna ponu esse aduprati per valutà u rendiment di l'antenna, ottimisà i disinni, migliurà u rendiment di u sistema, è furnisce guida è feedback à i pruduttori di l'antenna è l'ingegneri di l'applicazione.
L'attrezzatura necessaria in a misura di l'antenna
Per a prova di l'antenna, u dispusitivu più fundamentale hè u VNA. U tipu più simplice di VNA hè un VNA 1-portu, chì hè capaci di misurà l'impedenza di una antenna.
A misurazione di u mudellu di radiazione di l'antenna, u guadagnu è l'efficienza hè più difficiule è richiede assai più equipamentu. Chjameremu l'antenna per esse misurata l'AUT, chì significa Antenna Under Test. L'equipaggiu necessariu per e misurazioni di l'antenna include:
Una antenna di riferimentu - Una antenna cù caratteristiche cunnisciute (guadagno, mudellu, etc.)
Un trasmettitore di putenza RF - Un modu di injectà energia in l'AUT [Antenna in prova]
Un sistema di ricevitore - Questu determina quantu putenza hè ricevutu da l'antenna di riferimentu
Un sistema di pusizziunamentu - Stu sistema hè adupratu per rotà l'antenna di prova relative à l'antenna fonte, per misurà u mudellu di radiazione in funzione di l'angolo.
Un diagramma di bloccu di l'equipaggiu sopra hè mostratu in a Figura 1.
Figura 1. Schema di l'equipaggiu di misura di l'antenna necessariu.
Questi cumpunenti seranu brevemente discututi. L'antenna di riferimentu deve di sicuru radiate bè à a frequenza di prova desiderata. L'antenni di riferimentu sò spessu antenne di cornu duali polarizzate, cusì chì a polarizazione horizontale è verticale pò esse misurata à u stessu tempu.
U Sistema di Trasmissione deve esse capace di uscita un livellu di putenza cunnisciuta stabile. A frequenza di output deve ancu esse sintonizzabile (selezziunale), è ragiunate stabile (stabile significa chì a frequenza chì avete da u trasmettitore hè vicinu à a freccia chì vulete, ùn varieghja micca assai cù a temperatura). U trasmettitore deve cuntene assai poca energia à tutte l'altri frequenze (ci serà sempre una certa energia fora di a freccia desiderata, ma ùn deve esse assai energia à l'armoniche, per esempiu).
U Sistema di Ricezione hà solu bisognu di determinà quantu putenza hè ricevutu da l'antenna di prova. Questu pò esse fattu per mezu di un metru di putenza simplice, chì hè un dispositivu per a misurazione di a putenza RF (radiofrequenza) è pò esse cunnessu direttamente à i terminali di l'antenna via una linea di trasmissione (cum'è un cable coaxial cù connettori N-type o SMA). Di genere, u ricevitore hè un sistema di 50 Ohm, ma pò esse una impedenza diversa se specificata.
Nota chì u sistema di trasmissione / ricezione hè spessu rimpiazzatu da un VNA. Una misurazione S21 trasmette una frequenza fora di u portu 1 è registra a putenza ricevuta à u portu 2. Per quessa, un VNA hè adattatu per questu compitu; però ùn hè micca u solu metudu di fà stu compitu.
U Sistema di Posizionamentu cuntrolla l'orientazione di l'antenna di prova. Siccomu vulemu misurà u mudellu di radiazione di l'antenna di prova in funzione di l'angolo (tipicamenti in coordenate sferiche), avemu bisognu di rotà l'antenna di prova in modu chì l'antenna fonte illumina l'antenna di prova da ogni angulu pussibule. U sistema di pusizzioni hè utilizatu per questu scopu. In a Figura 1, mostramu l'AUT in rotazione. Nota chì ci sò parechje manere di fà sta rotazione; certe volte l'antenna di riferimentu hè rotata, è qualchì volta sia l'antenna di riferimentu è AUT sò rotate.
Avà chì avemu tutte l'equipaggiu necessariu, pudemu discutiri induve fà e misurazioni.
Induve hè un bonu postu per e nostre misurazioni di l'antenna? Forsi vi piacerebbe fà questu in u vostru garage, ma i riflessi da i mura, i tetti è u pavimentu facenu e vostre misurazioni imprecisi. U locu ideale per eseguisce e misurazioni di l'antenna hè in un locu in u spaziu esterno, induve ùn si ponu micca riflessioni. In ogni casu, perchè u viaghju spaziale hè attualmente pruibitivu caru, ci focalizeremu nantu à i posti di misurazione chì sò nantu à a superficia di a Terra. Una Camera Anecoica pò esse aduprata per isolà a configurazione di prova di l'antenna mentre assorbe l'energia riflessa cù a schiuma assorbente RF.
Spazi liberi (Camere Anecoiche)
I spazii spazii liberi sò lochi di misurazione di l'antenna pensati per simulà e misure chì seranu realizate in u spaziu. Questu hè, tutte l'onda riflesse da l'uggetti vicini è a terra (chì sò indeserate) sò suppresse quantu pussibule. I spazii di spazii liberi più populari sò e camere anecoiche, intervalli elevati è a gamma compacta.
Camere Anecoiche
E camere anecoiche sò intervalli di antenne interni. I muri, i soffitti è u pavimentu sò rivestiti cù materiale speciale chì assorbe l'onda elettromagnetica. I spazii interni sò desiderati perchè e cundizioni di prova ponu esse cuntrullati assai più strettamente cà quelli di i campi esterni. U materiale hè spessu chjappu in forma ancu, facendu queste camere assai interessanti per vede. E forme di triangulu dentate sò cuncepite in modu chì ciò chì hè riflessu da elli tende à sparghje in direzzione aleatoria, è ciò chì hè aghjuntu da tutte e riflessioni aleatorii tende à aghjunghje incoherently è hè cusì suppressa più. Una foto di una camera anecoica hè mostrata in a seguente stampa, cù qualchì equipamentu di prova:
(A stampa mostra a prova di l'antenna RFMISO)
L'inconveniente di e camere anecoiche hè chì spessu deve esse abbastanza grande. Spessu l'antenne deve esse parechje lunghezze d'onda distanti l'una di l'altru à u minimu per simulà e cundizioni di u campu luntanu. Dunque, per frequenze più basse cù lunghezze d'onda grande, avemu bisognu di camere assai grandi, ma i costi è i limiti pratichi spessu limitanu a so dimensione. Certi cumpagnii di cuntratti di difesa chì misuranu u Radar Cross Section di grandi aerei o altri ogetti sò cunnisciuti per avè camere anecoiche di a dimensione di campi di basket, ancu s'ellu ùn hè micca ordinariu. L'università cù camere anecoiche sò tipicamente camere chì sò 3-5 metri di lunghezza, larghezza è altezza. A causa di a limitazione di dimensione, è perchè u materiale assorbente RF funziona tipicamente megliu à UHF è più altu, e camere anecoiche sò più spessu usate per frequenze sopra 300 MHz.
Gammi elevati
I Range Elevati sò intervalli esterni. In questa cunfigurazione, a fonte è l'antenna in prova sò muntate sopra a terra. Queste antenne ponu esse in muntagna, torre, edifici, o induve unu trova chì hè adattatu. Questu hè spessu fattu per antenne assai grande o à frequenze bassu (VHF è sottu, <100 MHz) induve e misurazioni interni seranu intrattabili. U schema di basa di una gamma elevata hè mostratu in a Figura 2.
Figura 2. Illustrazione di gamma elevata.
L'antenna fonte (o l'antenna di riferimentu) ùn hè micca necessariamente à una elevazione più altu ch'è l'antenna di prova, l'aghju solu dimustratu cusì quì. A linea di vista (LOS) trà e duie antenne (illustrata da u ragiu neru in a Figura 2) deve esse senza obstruzioni. Tutti l'altri riflessioni (cum'è u ragiu rossu riflessu da a terra) sò indesevuli. Per intervalli elevati, una volta chì una fonte è un locu di l'antenna di prova sò determinate, l'operatori di teste determinanu allora induve si verificanu e riflessioni significative, è pruvate à minimizzà i riflessi da queste superfici. Spessu materiale rf absorbing hè usatu per stu scopu, o altre materiale chì deflects i raghji luntanu da l 'antenna di prova.
Gamme Compact
L'antenna fonte deve esse piazzata in u campu luntanu di l'antenna di prova. U mutivu hè chì l'onda ricevuta da l'antenna di prova deve esse una onda piana per a massima precisione. Siccomu l'antenne irradianu onde sferiche, l'antenna deve esse abbastanza luntanu da chì l'onda irradiata da l'antenna sorgente sia circa un'onda piana - vede Figura 3.
Figura 3. Una antenna fonte irradia una onda cù un front d'onda sfericu.
In ogni casu, per e camere interni ùn ci hè spessu micca abbastanza separazione per ottene questu. Un metudu per risolve stu prublema hè via una gamma compacta. In questu metudu, una antenna fonte hè orientata versu un riflettore, chì a so forma hè pensata per riflette l'onda sferica in una manera apprussimatamente plana. Questu hè assai simili à u principiu nantu à quale opera una antenna parabola. L'operazione di basa hè mostrata in Figura 4.
Figura 4. Compact Range - l'onda sferica da l'antenna fonte sò riflesse per esse planar (collimated).
A lunghezza di u riflettore parabolicu hè tipicamenti desideratu per esse parechje volte più grande di l'antenna di prova. L'antenna fonte in a Figura 4 hè offset da u riflettore in modu chì ùn hè micca in u modu di i raghji riflessi. A cura deve esse ancu esercitata per mantene ogni radiazione diretta (accoppiamentu mutuale) da l'antenna fonte à l'antenna di prova.
Tempu di Postu: Jan-03-2024
