एन्टेनामापन एन्टेना प्रदर्शन र विशेषताहरूको मात्रात्मक मूल्याङ्कन र विश्लेषण गर्ने प्रक्रिया हो। विशेष परीक्षण उपकरण र मापन विधिहरू प्रयोग गरेर, हामी एन्टेनाको डिजाइन विनिर्देशहरू आवश्यकताहरू पूरा गर्छ कि गर्दैन भनी प्रमाणित गर्न, एन्टेनाको कार्यसम्पादन जाँच गर्न, विकिरण ढाँचा, स्थायी तरंग अनुपात, फ्रिक्वेन्सी प्रतिक्रिया र एन्टेनाको अन्य प्यारामिटरहरू मापन गर्छौं। सुधार सुझावहरू प्रदान गर्नुहोस्। एन्टेना मापनबाट परिणामहरू र डेटा एन्टेना प्रदर्शन मूल्याङ्कन गर्न, डिजाइनहरू अनुकूलन गर्न, प्रणाली प्रदर्शन सुधार गर्न, र एन्टेना निर्माताहरू र अनुप्रयोग इन्जिनियरहरूलाई मार्गदर्शन र प्रतिक्रिया प्रदान गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।
एन्टेना मापनमा आवश्यक उपकरण
एन्टेना परीक्षणको लागि, सबैभन्दा आधारभूत यन्त्र VNA हो। VNA को सरल प्रकार 1-पोर्ट VNA हो, जसले एन्टेनाको प्रतिबाधा मापन गर्न सक्षम छ।
एन्टेनाको विकिरण ढाँचा, लाभ र दक्षता मापन गर्न धेरै गाह्रो छ र धेरै धेरै उपकरणहरू चाहिन्छ। हामी एन्टेनालाई AUT मापन गर्नका लागि कल गर्नेछौं, जसको अर्थ एन्टेना अन्डर टेस्ट हो। एन्टेना मापनका लागि आवश्यक उपकरणहरू समावेश छन्:
एक सन्दर्भ एन्टेना - ज्ञात विशेषताहरु संग एक एन्टेना (लाभ, ढाँचा, आदि)
एक आरएफ पावर ट्रान्समिटर - AUT [एन्टेना अन्डर टेस्ट] मा ऊर्जा इंजेक्शन गर्ने तरिका
एक रिसीभर प्रणाली - यसले सन्दर्भ एन्टेनाले कति पावर प्राप्त गरेको छ भनेर निर्धारण गर्दछ
एक स्थिति प्रणाली - यो प्रणाली कोण को एक प्रकार्य को रूप मा विकिरण ढाँचा मापन गर्न, स्रोत एन्टेना सापेक्ष परीक्षण एन्टेना घुमाउन प्रयोग गरिन्छ।
माथिको उपकरणको ब्लक रेखाचित्र चित्र १ मा देखाइएको छ।
चित्र १. आवश्यक एन्टेना मापन उपकरणको रेखाचित्र।
यी घटकहरू संक्षिप्त रूपमा छलफल गरिनेछ। सन्दर्भ एन्टेना निश्चित रूपमा इच्छित परीक्षण आवृत्तिमा राम्रोसँग विकिरण हुनुपर्छ। सन्दर्भ एन्टेनाहरू प्रायः दोहोरो-ध्रुवीकृत हर्न एन्टेना हुन्छन्, जसले गर्दा तेर्सो र ठाडो ध्रुवीकरण एकै समयमा मापन गर्न सकिन्छ।
प्रसारण प्रणाली एक स्थिर ज्ञात शक्ति स्तर आउटपुट गर्न सक्षम हुनुपर्छ। आउटपुट फ्रिक्वेन्सी पनि ट्युनेबल (चयनयोग्य), र उचित रूपमा स्थिर हुनुपर्छ (स्थिर भनेको तपाईंले ट्रान्समिटरबाट प्राप्त गर्नुभएको फ्रिक्वेन्सी तपाईंले चाहानु भएको फ्रिक्वेन्सीको नजिक छ, तापक्रमसँग धेरै फरक हुँदैन)। ट्रान्समिटरले अन्य सबै फ्रिक्वेन्सीहरूमा धेरै थोरै ऊर्जा समावेश गर्नुपर्छ (त्यहाँ सधैं इच्छित फ्रिक्वेन्सी बाहिर केही ऊर्जा हुनेछ, तर हार्मोनिक्समा धेरै ऊर्जा हुनु हुँदैन, उदाहरणका लागि)।
प्राप्त गर्ने प्रणालीले मात्र परीक्षण एन्टेनाबाट कति पावर प्राप्त हुन्छ भनेर निर्धारण गर्न आवश्यक छ। यो साधारण पावर मिटर मार्फत गर्न सकिन्छ, जुन RF (रेडियो फ्रिक्वेन्सी) पावर मापन गर्ने यन्त्र हो र प्रसारण लाइन (जस्तै N-प्रकार वा SMA कनेक्टरहरू भएको समाक्षीय केबल) मार्फत एन्टेना टर्मिनलहरूमा सीधा जडान गर्न सकिन्छ। सामान्यतया रिसीभर एक 50 ओम प्रणाली हो, तर यदि निर्दिष्ट गरिएको छ भने फरक प्रतिबाधा हुन सक्छ।
ध्यान दिनुहोस् कि ट्रान्समिट/प्राप्त गर्ने प्रणाली प्रायः VNA द्वारा प्रतिस्थापित हुन्छ। S21 मापनले पोर्ट 1 बाहिर फ्रिक्वेन्सी प्रसारण गर्दछ र पोर्ट 2 मा प्राप्त शक्ति रेकर्ड गर्दछ। त्यसैले, एक VNA यस कार्यको लागि राम्रोसँग उपयुक्त छ; यद्यपि यो कार्य प्रदर्शन गर्ने एक मात्र तरिका होइन।
पोजिसनिङ सिस्टमले परीक्षण एन्टेनाको अभिमुखीकरण नियन्त्रण गर्छ। चूंकि हामी परीक्षण एन्टेनाको विकिरण ढाँचालाई कोणको कार्यको रूपमा मापन गर्न चाहन्छौं (सामान्यतया गोलाकार निर्देशांकहरूमा), हामीले परीक्षण एन्टेना घुमाउन आवश्यक छ ताकि स्रोत एन्टेनाले प्रत्येक सम्भावित कोणबाट परीक्षण एन्टेनालाई उज्यालो पार्छ। यस उद्देश्यका लागि स्थिति प्रणाली प्रयोग गरिन्छ। चित्र १ मा, हामी AUT घुमाइएको देखाउँछौं। ध्यान दिनुहोस् कि यो रोटेशन प्रदर्शन गर्न धेरै तरिकाहरू छन्; कहिलेकाहीँ सन्दर्भ एन्टेना घुमाइन्छ, र कहिलेकाहीँ दुवै सन्दर्भ र AUT एन्टेना घुमाइन्छ।
अब हामीसँग सबै आवश्यक उपकरणहरू छन्, हामी कहाँ मापन गर्ने भनेर छलफल गर्न सक्छौं।
हाम्रो एन्टेना मापनको लागि राम्रो ठाउँ कहाँ छ? सायद तपाइँ तपाइँको ग्यारेज मा यो गर्न चाहानुहुन्छ, तर पर्खाल, छत र भुइँबाट प्रतिबिम्बले तपाइँको मापन गलत बनाउनेछ। एन्टेना मापन गर्नको लागि आदर्श स्थान बाह्य अन्तरिक्षमा कतै हो, जहाँ कुनै प्रतिबिम्ब हुन सक्दैन। यद्यपि, अन्तरिक्ष यात्रा हाल प्रतिबन्धित रूपमा महँगो भएकोले, हामी पृथ्वीको सतहमा रहेका स्थानहरू मापन गर्नमा ध्यान केन्द्रित गर्नेछौं। एन्टेना परीक्षण सेटअपलाई अलग गर्नको लागि एनेकोइक चेम्बर प्रयोग गर्न सकिन्छ जब आरएफ अवशोषित फोमको साथ प्रतिबिम्बित ऊर्जा अवशोषित हुन्छ।
खाली ठाउँ दायरा (एनेकोइक चेम्बरहरू)
खाली ठाउँ दायराहरू एन्टेना मापन स्थानहरू हुन् जुन अन्तरिक्षमा गरिने मापनहरू अनुकरण गर्न डिजाइन गरिएको हो। अर्थात्, नजिकका वस्तुहरू र जमिनबाट परावर्तित सबै तरंगहरू (जुन अवांछनीय छन्) सकेसम्म दबाइन्छ। सबैभन्दा लोकप्रिय खाली ठाउँ दायराहरू एनेकोइक चेम्बरहरू, उन्नत दायराहरू, र कम्प्याक्ट दायरा हुन्।
एनेकोइक चेम्बरहरू
एनेकोइक चेम्बरहरू इनडोर एन्टेना दायरा हुन्। भित्ताहरू, छतहरू र भुइँहरू विशेष विद्युत चुम्बकीय तरंग अवशोषित सामग्रीको साथ लाइन गरिएका छन्। इनडोर दायराहरू वांछनीय छन् किनभने परीक्षण अवस्थाहरू बाहिरी दायराहरू भन्दा धेरै कडा रूपमा नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। सामग्री प्रायः आकारमा पनि दाँतेदार हुन्छ, यी कक्षहरूलाई हेर्नको लागि धेरै रोचक बनाउँछ। दाँतेदार त्रिकोण आकारहरू डिजाइन गरिएका छन् ताकि तिनीहरूबाट प्रतिबिम्बित हुने कुरा अनियमित दिशाहरूमा फैलिन्छ, र सबै अनियमित प्रतिबिम्बहरूबाट सँगै जोडिएको कुरा असंगत रूपमा थपिन्छ र यसरी थप दबाइन्छ। एनेकोइक चेम्बरको चित्र निम्न चित्रमा देखाइएको छ, केही परीक्षण उपकरणहरू सहित:
(तस्विरले RFMISO एन्टेना परीक्षण देखाउँछ)
एनेकोइक चेम्बरहरूको कमजोरी यो हो कि तिनीहरू प्रायः धेरै ठूलो हुनु आवश्यक छ। प्रायः एन्टेनाहरू टाढा-फिल्ड अवस्थाहरू अनुकरण गर्न न्यूनतममा एकअर्काबाट धेरै तरंगदैर्ध्यहरू हुन आवश्यक छ। तसर्थ, ठूला तरंगदैर्ध्य भएका तल्लो फ्रिक्वेन्सीहरूको लागि हामीलाई धेरै ठूला कक्षहरू चाहिन्छ, तर लागत र व्यावहारिक अवरोधहरूले प्रायः तिनीहरूको आकार सीमित गर्दछ। ठूला हवाइजहाज वा अन्य वस्तुहरूको राडार क्रस खण्ड मापन गर्ने केही रक्षा सम्झौता कम्पनीहरू बास्केटबल कोर्टको आकारको एनेकोइक चेम्बरहरू छन् भनेर चिनिन्छन्, यद्यपि यो सामान्य होइन। एनेकोइक चेम्बर भएका विश्वविद्यालयहरूमा सामान्यतया ३-५ मिटर लम्बाइ, चौडाइ र उचाइ हुने कक्षहरू हुन्छन्। आकारको अवरोधको कारणले, र RF अवशोषित सामग्री सामान्यतया UHF र उच्चमा राम्रो काम गर्दछ, एनेकोइक चेम्बरहरू प्रायः 300 MHz भन्दा माथिको फ्रिक्वेन्सीको लागि प्रयोग गरिन्छ।
उन्नत दायराहरू
उन्नत दायराहरू बाहिरी दायराहरू हुन्। यस सेटअपमा, परीक्षण अन्तर्गत स्रोत र एन्टेना जमिन माथि माउन्ट गरिएको छ। यी एन्टेनाहरू पहाडहरूमा, टावरहरूमा, भवनहरूमा, वा जहाँसुकै उपयुक्त फेला पार्न सकिन्छ। यो प्रायः धेरै ठूला एन्टेनाहरू वा कम फ्रिक्वेन्सीहरूमा (VHF र तल, <100 MHz) को लागि गरिन्छ जहाँ भित्री मापन असम्भव हुनेछ। उन्नत दायराको आधारभूत रेखाचित्र चित्र २ मा देखाइएको छ।
चित्र २. उन्नत दायराको चित्रण।
स्रोत एन्टेना (वा सन्दर्भ एन्टेना) आवश्यक रूपमा परीक्षण एन्टेना भन्दा उच्च उचाइमा छैन, मैले भर्खरै यसलाई यहाँ देखाएको छु। दुई एन्टेनाहरू बीचको दृश्य रेखा (LOS) (चित्र 2 मा कालो किरण द्वारा चित्रित) अबाधित हुनुपर्छ। अन्य सबै प्रतिबिम्बहरू (जस्तै जमिनबाट प्रतिबिम्बित रातो किरण) अवांछनीय छन्। उन्नत दायराहरूका लागि, एक पटक स्रोत र परीक्षण एन्टेना स्थान निर्धारण भएपछि, परीक्षण अपरेटरहरूले महत्त्वपूर्ण प्रतिबिम्बहरू कहाँ देखा पर्नेछ भनेर निर्धारण गर्छन्, र यी सतहहरूबाट प्रतिबिम्बहरू कम गर्ने प्रयास गर्छन्। प्राय: आरएफ अवशोषित सामग्री यस उद्देश्यको लागि प्रयोग गरिन्छ, वा अन्य सामग्री जसले किरणहरूलाई परीक्षण एन्टेनाबाट टाढा राख्छ।
कम्प्याक्ट दायराहरू
स्रोत एन्टेना परीक्षण एन्टेनाको टाढाको क्षेत्रमा राखिएको हुनुपर्छ। कारण यो हो कि परीक्षण एन्टेना द्वारा प्राप्त लहर अधिकतम सटीकता को लागी एक विमान तरंग हुनुपर्छ। एन्टेनाले गोलाकार तरंगहरू विकिरण गर्ने हुनाले, एन्टेना पर्याप्त टाढा हुन आवश्यक छ कि स्रोत एन्टेनाबाट विकिरण गरिएको तरंग लगभग एक विमान तरंग हो - चित्र 3 हेर्नुहोस्।
चित्र 3. स्रोत एन्टेनाले गोलाकार वेभफ्रन्टको साथ तरंग विकिरण गर्छ।
यद्यपि, इनडोर चेम्बरहरूको लागि यो प्राप्त गर्न प्रायः पर्याप्त विभाजन हुँदैन। यो समस्या समाधान गर्ने एउटा विधि कम्प्याक्ट दायरा मार्फत हो। यस विधिमा, स्रोत एन्टेना रिफ्लेक्टर तर्फ उन्मुख हुन्छ, जसको आकार लगभग प्लानर तरिकामा गोलाकार तरंग प्रतिबिम्बित गर्न डिजाइन गरिएको हो। यो सिद्धान्तसँग धेरै मिल्दोजुल्दो छ जसमा डिश एन्टेना सञ्चालन हुन्छ। आधारभूत सञ्चालन चित्र 4 मा देखाइएको छ।
चित्र 4. कम्प्याक्ट दायरा - स्रोत एन्टेनाबाट गोलाकार तरंगहरू प्लानर (कोलिमिटेड) हुन प्रतिबिम्बित हुन्छन्।
प्याराबोलिक रिफ्लेक्टरको लम्बाइ सामान्यतया परीक्षण एन्टेना भन्दा धेरै गुणा ठूलो हुन चाहिन्छ। चित्र 4 मा स्रोत एन्टेना रिफ्लेक्टरबाट अफसेट गरिएको छ ताकि यो परावर्तित किरणहरूको बाटोमा नहोस्। स्रोत एन्टेनाबाट परीक्षण एन्टेनामा कुनै पनि प्रत्यक्ष विकिरण (आपसी युग्मन) राख्नको लागि पनि हेरचाह गर्नुपर्छ।
पोस्ट समय: जनवरी-03-2024
