Bir Yankısız Odada Anten Kazancı ve Radyasyon Deseni Ölçümüne İlişkin Nihai Kılavuz

Kablosuz iletişim alanında, herhangi bir sistem bağlantısının başarısı için anten performansı çok önemlidir. Yankısız Oda, profesyonel test ortamı olarak hizmet verir ve Anten Kazancı ve Radyasyon Deseni 'nin hassas ölçümü için tek yerdir. Bu makale, yankısız oda ölçümlerinin temel ilkelerini inceleyecek, eksiksiz, pratik bir operasyon prosedürü sağlayacak ve ölçüm doğruluğu ve güvenilirliğini sağlamak için gerekli temel teknikleri tartışacak, ürün verilerinizin daha fazla profesyonellik ve yetkinlik kazanmasına yardımcı olacaktır.

Anten Ölçümü İçin Neden Bir Yankısız Oda Esastır?

Anten kazancının ve radyasyon desenlerinin gerçek dünya ortamında hassas ölçümü, tüm potansiyel parazitlerin ortadan kaldırılmasını ve ideal bir serbest uzay ortamının simülasyonunu gerektirir.

1. Harici Elektromanyetik Girişimin (EMI) Ortadan Kaldırılması

Yankısız odanın duvarları, tavanı ve zemini metalik bir koruyucu katmanla (tipik olarak bir Faraday kafesi yapısı) kaplıdır. Bu yapı, harici elektromanyetik dalgaları ve radyo frekans parazitlerini (RFI) etkili bir şekilde izole ederek, test ortamının son derece düşük arka plan gürültüsüne sahip olmasını sağlar, böylece ölçüm sonuçları yalnızca Test Altındaki Antenin (AUT) gerçek performansını yansıtır.

2. İdeal Serbest Uzayın Simülasyonu

Yankısız odanın içi, genellikle karbon yüklü poliüretan köpükten yapılmış piramidal veya kama şeklinde yapılar olan büyük miktarda Emici Malzeme ile kaplıdır. Bu malzemeler, gelen elektromanyetik dalgaların emilimini en üst düzeye çıkararak, duvarlardan, zeminden ve tavandan yansımaları ortadan kaldırır. Bu, antenin ideal serbest uzaydaki çalışma ortamını etkili bir şekilde simüle eder ve ölçüm verilerine müdahale eden Çoklu Yol Sönümlemesi 'ni engeller.

Temel Ölçüm İlkeleri: Kazanç ve Radyasyon Deseni

Bu iki metrik için fiziksel anlamın ve ölçüm yöntemlerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, pratik operasyonlar için temeldir.

1. Anten Kazancı Ölçüm İlkesi

Anten kazancı, bir antenin giriş gücünü belirli bir yönde yoğunlaştırma yeteneğinin bir ölçüsüdür. Enerji amplifikasyonunu değil, yönlülüğü temsil eder.

Tanım: Anten Kazancı (G), anten tarafından maksimum radyasyon yönünde üretilen güç yoğunluğunun, bir referans antene (genellikle ideal bir izotropik anten) kıyasla oranı olarak tanımlanır. Birim tipik olarak dBi'dir.

Yerine Koyma Yöntemi: Bu, en sık kullanılan ve son derece doğru yöntemdir. İlk olarak, bir Standart Kazanç Boynuzu (SGH) tarafından alınan güç ölçülür. Daha sonra, SGH, Test Altındaki Anten (AUT) ile değiştirilir ve diğer tüm koşullar sabit tutularak, AUT tarafından alınan güç ölçülür. İki veri kümesi karşılaştırılarak, AUT'nin kazancı türetilebilir.

Teorik Temel: Kazanç hesaplamasının teorik temeli, iki anten arasında aktarılan güç ilişkisini açıklayan Friis İletim Formülü 'dür.

burada Pr ve Pt alınan ve iletilen güç, Gt ve Gr ileten ve alan anten kazançları, λ dalga boyu ve R antenler arasındaki mesafedir.

2. Radyasyon Deseni Ölçüm İlkesi

Radyasyon deseni, anten tarafından uzaydaki farklı yönlerde yayılan veya alınan enerjinin göreceli güç dağılımını gösterir. Antenin yönlülüğünün görsel bir temsilidir.

Ölçüm Çekirdeği: Ölçüm sistemi, Test Altındaki Anteni (AUT) taşıyan konumlandırıcıyı döndürürken, aynı anda alıcı anten tarafından her açısal noktada alınan sinyal gücünü kaydeder.

Temel Parametreler: Radyasyon deseni analizi çeşitli önemli parametreler verir:

Yarım Güç Işın Genişliği (HPBW): Ana lobun genliğinin maksimum değerinin yarısına (-3dB) düştüğü açısal genişlik.

Yan Lob Seviyesi (SLL): Yan lobun maksimum gücünün ana lobun maksimum gücüne oranı.

Polarizasyon: Antenin farklı polarizasyon yönlerine tepkisinin ölçümü.

Pratik İşlem Prosedürü: Sekiz Adımlı Oda Ölçüm Protokolü

Standart, hassas bir anten ölçümü, veri doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini sağlamak için aşağıdaki adımlara sıkı sıkıya bağlı kalmayı gerektirir.

Cihaz Kalibrasyonu ve Kurulumu: Vektör Ağ Analizörü (VNA) gibi ekipmanların sıkı S-parametre kalibrasyonu ölçüm portlarında empedans eşleşmesini sağlamak için gerçekleştirilir.

Uzak Alan Koşullarının Belirlenmesi: Test mesafesinin R uzak alan koşulunu sağladığından emin olun R≥2D2 /λ. Bu, doğru kazanç ve radyasyon desenleri elde etmek için bir önkoşuldur.

Test Altındaki Antenin (AUT) Kurulumu: AUT'yi, antenin faz merkezinin konumlandırıcının dönüş merkezine tam olarak hizalandığından emin olarak, düşük dielektrik sabiti destek malzemeleri kullanarak konumlandırıcıya monte edin.

Standart Kazanç Boynuzu (SGH) Kurulumu ve Kalibrasyonu: SGH, referans ölçüt olarak hizmet eder; hassas bir şekilde kurulur ve bilinen kazanç verileri ölçüm yazılımına girilir.

Radyasyon Deseni Veri Edinimi: Dönme adım boyutunu ayarlayın. Konumlandırıcı, azimut ve yükseklik eksenleri boyunca dönmeye başlar ve sistem otomatik olarak alınan sinyal gücünü kaydeder, en az iki karşılıklı dik düzlem için veri toplar.

Anten Kazancı Hesaplaması: Yazılım, yerine koyma yönteminden alınan güç verilerini, Friis İletim Formülü ve SGH'nin bilinen kazancıyla birleştirerek AUT'nin mutlak kazancını otomatik olarak hesaplar.

Veri İşleme ve Analizi Sonrası: Ham veriler yumuşatılır ve düzeltilir (örneğin, kablo kaybı için). HPBW, SLL ve FBR gibi temel parametreler otomatik olarak çıkarılır.

Profesyonel Bir Ölçüm Raporunun Oluşturulması: Tüm ölçüm parametreleri, kurulum ayrıntıları, test koşulları, ekipman kalibrasyon durumu vb., eksiksiz ve izlenebilir bir profesyonel rapor oluşturmak için entegre edilmiştir.

Zorluklar ve Çözümler: Ölçüm Doğruluğu ve Güvenilirliğinin Sağlanması

İdeal bir yankısız odada bile, nihai anten ölçüm verilerinin doğru ve güvenilir olmasını sağlamak, özel teknik işlem ve sıkı kalite kontrolü gerektirir.

1. Kablo ve Konnektör Kaybının Ortadan Kaldırılması

Zorluk: Besleme kabloları ve konektörler, kazanç değerinin hassasiyetini etkileyebilecek sinyal zayıflaması (kayıp) sağlar.

Çözüm: Port kalibrasyonu ve de-embedding işlemleri VNA kullanılarak yapılmalıdır. Çalışma frekansındaki kablo kaybını doğru bir şekilde ölçerek ve bunu nihai sonuçtan çıkararak, kazanç verilerinin antenin öz performansını yansıttığından emin olunur.

2. Uzak Alan Hatası ve Yakın Alan Düzeltmesi

Zorluk: Büyük antenler veya düşük frekanslı ölçümler için, uzak alan koşulunu sıkı bir şekilde karşılamak, pratik olmayan büyük bir oda alanı gerektirebilir.

Çözümler:

Kompakt Menzilli Anten Test Sistemi: Yakın alan kaynağından gelen ışını, daha küçük bir yankısız oda içinde uzak alan koşullarını simüle ederek, bir yarı düzlem dalgasına şekillendirmek için parabolik bir reflektör kullanır.

Yakın Alandan Uzak Alana (NF-FF) Dönüşümü: Oda kısıtlamaları nedeniyle yalnızca yakın alan ölçümü mümkünse, eşdeğer uzak alan radyasyon desenini ve kazancını hesaplamak ve türetmek için karmaşık matematiksel algoritmalar (düzlemsel, silindirik veya küresel yakın alan taraması gibi) kullanılır.

3. Konumlandırıcı ve Destek Yapısı Saçılmasının Önlenmesi

Zorluk: AUT'yi desteklemek ve döndürmek için kullanılan metalik bileşenler, elektromanyetik dalgaları saçarak radyasyon desenini bozabilir.

Çözümler:

Anten destek yapıları olarak düşük dielektrik sabiti, düşük kayıplı köpük veya polistiren malzemeler kullanın.

Yankısız Oda Arka Plan Çıkarma tekniğini kullanın: Önce arka plan alanı (yalnızca stand ve konumlandırıcı ile) ölçülür ve ardından verileri temizlemek için anten ölçümünden çıkarılır.

Sonuç ve Eylem Çağrısı

Doğru anten performansı ölçümü, kablosuz ürünlerinizin pazarda başarılı olmasını sağlamanın temel taşıdır. Aldığınız verilerin güvenilir, izlenebilir ve uluslararası standartlara uygun

olmasını sağlayarak, çeşitli test zorluklarının üstesinden gelme konusunda uzmanız.

Ürün lansmanınızı hızlandırmak için yüksek hassasiyetli, hatasız anten test verilerine mi ihtiyacınız var?