ԱնտենաՉափումը անտենայի աշխատանքի և բնութագրերի քանակական գնահատման և վերլուծության գործընթաց է: Հատուկ փորձարկման սարքավորումների և չափման մեթոդների միջոցով մենք չափում ենք անտենայի ուժգնացումը, ճառագայթման պատկերը, կանգնած ալիքի հարաբերակցությունը, հաճախականության արձագանքը և այլ պարամետրեր՝ ստուգելու համար, թե արդյոք անտենայի նախագծային բնութագրերը համապատասխանում են պահանջներին, ստուգելու անտենայի աշխատանքը և առաջարկներ անելու բարելավման համար: Անտենայի չափումների արդյունքներն ու տվյալները կարող են օգտագործվել անտենայի աշխատանքը գնահատելու, նախագծերը օպտիմալացնելու, համակարգի աշխատանքը բարելավելու, ինչպես նաև անտենայի արտադրողներին և կիրառման ինժեներներին ուղեցույց և հետադարձ կապ տրամադրելու համար:
Անտենայի չափումների համար անհրաժեշտ սարքավորումներ
Անտենայի փորձարկման համար ամենահիմնարար սարքը VNA-ն է: VNA-ի ամենապարզ տեսակը 1-պորտային VNA-ն է, որը կարող է չափել անտենայի իմպեդանսը:
Անտենայի ճառագայթման պատկերի, ուժեղացման և արդյունավետության չափումն ավելի դժվար է և պահանջում է շատ ավելի շատ սարքավորումներ: Մենք չափվող անտենան կանվանենք AUT, որը նշանակում է Antenna Under Test (Անտենայի փորձարկում): Անտենայի չափումների համար անհրաժեշտ սարքավորումները ներառում են՝
Հղման անտենա - հայտնի բնութագրերով (ուժեղացում, դիագրամ և այլն) անտենա։
Ռադիոհաճախականության հզորության փոխանցիչ - AUT-ի մեջ էներգիա ներարկելու միջոց [Անտենան փորձարկման փուլում է]
Ընդունիչ համակարգ - Սա որոշում է, թե որքան հզորություն է ստանում հղման անտենան
Դիրքորոշման համակարգ - Այս համակարգն օգտագործվում է փորձարկման անտենան աղբյուրի անտենայի նկատմամբ պտտելու և ճառագայթման պատկերը անկյան ֆունկցիայի տեսքով չափելու համար։
Վերոնշյալ սարքավորումների բլոկ-սխեման ներկայացված է նկար 1-ում։
Նկար 1. Անհրաժեշտ անտենայի չափման սարքավորումների դիագրամ։
Այս բաղադրիչները համառոտ կքննարկվեն։ Հղման անտենան, իհարկե, պետք է լավ ճառագայթի ցանկալի փորձարկման հաճախականությամբ։ Հղման անտենաները հաճախ կրկնակի բևեռացված եղջյուրային անտենաներ են, որպեսզի հորիզոնական և ուղղահայաց բևեռացումը կարողանան չափվել միաժամանակ։
Փոխանցող համակարգը պետք է կարողանա արտածել կայուն հայտնի հզորության մակարդակ։ Ելքային հաճախականությունը պետք է լինի նաև կարգավորելի (ընտրելի) և համեմատաբար կայուն (կայուն նշանակում է, որ փոխանցիչից ստացված հաճախականությունը մոտ է ձեր ցանկալի հաճախականությանը, շատ չի տատանվում ջերմաստիճանից)։ Փոխանցիչը պետք է պարունակի շատ քիչ էներգիա մյուս բոլոր հաճախականություններում (օրինակ՝ միշտ կլինի որոշակի էներգիա ցանկալի հաճախականությունից դուրս, բայց հարմոնիկներում չպետք է լինի շատ էներգիա)։
Ընդունող համակարգը պարզապես պետք է որոշի, թե որքան հզորություն է ստացվում փորձարկման անտենայից: Սա կարելի է անել պարզ հզորության չափիչի միջոցով, որը RF (ռադիոհաճախականության) հզորությունը չափելու սարք է և կարող է անմիջապես միացվել անտենայի տերմինալներին փոխանցման գծի միջոցով (օրինակ՝ N-տիպի կամ SMA միակցիչներով կոաքսիալ մալուխ): Սովորաբար ընդունիչը 50 Օհմ համակարգ է, բայց կարող է ունենալ տարբեր իմպեդանս, եթե նշված է:
Նկատի ունեցեք, որ փոխանցման/ընդունման համակարգը հաճախ փոխարինվում է VNA-ով: S21 չափումը փոխանցում է հաճախականություն 1-ին միացքից և գրանցում է ստացված հզորությունը 2-րդ միացքից: Հետևաբար, VNA-ն լավ է համապատասխանում այս խնդրին, սակայն այն այս խնդիրը կատարելու միակ մեթոդը չէ:
Դիրքորոշման համակարգը կառավարում է փորձարկման անտենայի կողմնորոշումը: Քանի որ մենք ցանկանում ենք չափել փորձարկման անտենայի ճառագայթման պատկերը որպես անկյան ֆունկցիա (սովորաբար գնդաձև կոորդինատներով), մենք պետք է պտտենք փորձարկման անտենան այնպես, որ աղբյուրի անտենան լուսավորի փորձարկման անտենան բոլոր հնարավոր անկյուններից: Այս նպատակով օգտագործվում է դիրքորոշման համակարգը: Նկար 1-ում մենք ցույց ենք տալիս AUT-ի պտտումը: Նկատի ունեցեք, որ այս պտույտը կատարելու բազմաթիվ եղանակներ կան. երբեմն պտտվում է հղման անտենան, իսկ երբեմն՝ և՛ հղման, և՛ AUT անտենաները:
Հիմա, երբ մենք ունենք բոլոր անհրաժեշտ սարքավորումները, կարող ենք քննարկել, թե որտեղ կատարել չափումները։
Որտե՞ղ է հարմար տեղը մեր անտենայի չափումների համար: Գուցե դուք կցանկանայիք դա անել ձեր ավտոտնակում, բայց պատերից, առաստաղներից և հատակից եկող անդրադարձումները ձեր չափումները կդարձնեն անճշտ: Անտենայի չափումներ կատարելու իդեալական վայրը տիեզերքում է, որտեղ անդրադարձումներ չեն կարող լինել: Այնուամենայնիվ, քանի որ տիեզերական ճանապարհորդությունը ներկայումս չափազանց թանկ է, մենք կկենտրոնանանք Երկրի մակերևույթին գտնվող չափման վայրերի վրա: Անէխոիկ խցիկը կարող է օգտագործվել անտենայի փորձարկման համակարգը մեկուսացնելու համար՝ միաժամանակ կլանելով անդրադարձված էներգիան RF կլանող փրփուրով:
Ազատ տարածության տիրույթներ (անեխոիկ խցիկներ)
Ազատ տարածության տիրույթները անտենաների չափման վայրեր են, որոնք նախատեսված են տիեզերքում կատարվող չափումները մոդելավորելու համար: Այսինքն՝ մոտակա օբյեկտներից և գետնից բոլոր անդրադարձված ալիքները (որոնք անցանկալի են) հնարավորինս ճնշվում են: Ազատ տարածության ամենատարածված տիրույթներն են՝ անէխոիկ խցիկները, բարձրացված տիրույթները և կոմպակտ տիրույթը:
Անեխոիկ պալատներ
Անէխոգեն խցիկները ներքին անտենային տեռասներ են: Պատերը, առաստաղները և հատակը պատված են հատուկ էլեկտրամագնիսական ալիքները կլանող նյութով: Ներքին տեռասները ցանկալի են, քանի որ փորձարկման պայմանները կարող են շատ ավելի խստորեն վերահսկվել, քան արտաքին տեռասներինը: Նյութը հաճախ նաև ատամնավոր ձև ունի, ինչը այս տեռասները դարձնում է բավականին հետաքրքիր դիտելու համար: Ատամնավոր եռանկյունաձև ձևերը նախագծված են այնպես, որ դրանցից անդրադարձվածը հակված է տարածվել պատահական ուղղություններով, իսկ բոլոր պատահական անդրադարձումներից ստացվածը հակված է անհամատեղելիորեն գումարվել և, հետևաբար, ավելի է ճնշվում: Հետևյալ նկարում ներկայացված է անէխոգեն խցիկի նկարը՝ որոշ փորձարկման սարքավորումների հետ միասին.
(Նկարում պատկերված է RFMISO անտենայի թեստը)
Անէխոգեն խցիկների թերությունն այն է, որ դրանք հաճախ պետք է բավականին մեծ լինեն: Հաճախ անտենաները պետք է լինեն միմյանցից առնվազն մի քանի ալիքի երկարությամբ հեռավորության վրա՝ հեռավոր դաշտի պայմանները մոդելավորելու համար: Հետևաբար, մեծ ալիքի երկարություններով ցածր հաճախականությունների համար մեզ անհրաժեշտ են շատ մեծ խցիկներ, բայց արժեքի և գործնական սահմանափակումները հաճախ սահմանափակում են դրանց չափը: Որոշ պաշտպանական պայմանագրային ընկերություններ, որոնք չափում են մեծ ինքնաթիռների կամ այլ օբյեկտների ռադարային հատույթը, հայտնի են նրանով, որ ունեն բասկետբոլի դաշտերի չափի անէխոգեն խցիկներ, չնայած դա սովորական չէ: Անէխոգեն խցիկներ ունեցող համալսարանները սովորաբար ունեն 3-5 մետր երկարությամբ, լայնությամբ և բարձրությամբ խցիկներ: Չափի սահմանափակման և այն պատճառով, որ RF կլանող նյութը սովորաբար լավագույնս աշխատում է UHF-ում և ավելի բարձր հաճախականություններում, անէխոգեն խցիկները առավել հաճախ օգտագործվում են 300 ՄՀց-ից բարձր հաճախականությունների համար:
Բարձրացված տիրույթներ
Բարձրացված տիրույթները բացօթյա տիրույթներ են: Այս դեպքում փորձարկվող աղբյուրը և անտենան տեղադրված են գետնից վերև: Այս անտենաները կարող են տեղադրվել լեռների, աշտարակների, շենքերի վրա կամ ցանկացած այլ վայրում, որը հարմար է: Սա հաճախ արվում է շատ մեծ անտենաների կամ ցածր հաճախականությունների համար (VHF և ցածր, <100 ՄՀց), որտեղ փակ տարածքներում չափումները դժվար կլինեն: Բարձրացված տիրույթի հիմնական դիագրամը ներկայացված է նկար 2-ում:
Նկար 2. Բարձրացված տիրույթի նկարազարդում։
Աղբյուրի անտենան (կամ հղման անտենան) պարտադիր չէ, որ ավելի բարձր բարձրության վրա լինի, քան փորձարկման անտենան, ես այստեղ պարզապես այդպես ցույց տվեցի: Երկու անտենաների միջև տեսադաշտը (LOS) (նկար 2-ում պատկերված է սև ճառագայթով) պետք է լինի անարգել: Բոլոր մյուս անդրադարձումները (օրինակ՝ գետնից անդրադարձած կարմիր ճառագայթը) անցանկալի են: Բարձր հեռավորությունների համար, երբ որոշվում է աղբյուրի և փորձարկման անտենայի տեղը, փորձարկման օպերատորները որոշում են, թե որտեղ են տեղի ունենալու նշանակալի անդրադարձումները և փորձում են նվազագույնի հասցնել այդ մակերեսներից անդրադարձումները: Հաճախ այս նպատակով օգտագործվում է ռադիոհաճախական կլանող նյութ կամ այլ նյութ, որը շեղում է ճառագայթները փորձարկման անտենայից:
Կոմպակտ շարքեր
Աղբյուրի անտենան պետք է տեղադրվի փորձարկվող անտենայի հեռավոր դաշտում։ Պատճառն այն է, որ փորձարկվող անտենայի կողմից ընդունվող ալիքը պետք է լինի հարթ ալիք՝ առավելագույն ճշգրտության համար։ Քանի որ անտենաները ճառագայթում են գնդաձև ալիքներ, անտենան պետք է բավականաչափ հեռու լինի, որպեսզի աղբյուրի անտենայից ճառագայթվող ալիքը մոտավորապես հարթ ալիք լինի՝ տե՛ս նկար 3-ը։
Նկար 3. Աղբյուրի անտենան ճառագայթում է գնդաձև ալիքային ճակատով ալիք։
Սակայն, ներքին խցիկների համար հաճախ բավարար բաժանում չկա դա իրականացնելու համար: Այս խնդիրը լուծելու մեթոդներից մեկը կոմպակտ տիրույթի միջոցով է: Այս մեթոդում աղբյուրի անտենան կողմնորոշվում է դեպի անդրադարձիչը, որի ձևը նախատեսված է գնդաձև ալիքը մոտավորապես հարթ ձևով արտացոլելու համար: Սա շատ նման է այն սկզբունքին, որի հիման վրա գործում է անտենան: Հիմնական գործողությունը ներկայացված է նկար 4-ում:
Նկար 4. Կոմպակտ հեռավորություն - աղբյուրի անտենայից եկող գնդաձև ալիքները անդրադարձվում են պլանար (կոլիմացված) վիճակում։
Պարաբոլիկ անդրադարձիչի երկարությունը սովորաբար ցանկալի է, որ մի քանի անգամ մեծ լինի փորձարկման անտենայի երկարությունից: Նկար 4-ում աղբյուրի անտենան շեղված է անդրադարձիչից, որպեսզի չխանգարի անդրադարձված ճառագայթներին: Պետք է նաև զգույշ լինել, որպեսզի աղբյուրի անտենայից մինչև փորձարկման անտենան ուղիղ ճառագայթում (փոխադարձ կապ) չլինի:
Հրապարակման ժամանակը. Հունվար-03-2024
