AntenaNeurketa antenen errendimendua eta ezaugarriak kuantitatiboki ebaluatu eta aztertzeko prozesua da. Proba-ekipo eta neurketa-metodo bereziak erabiliz, antenaren irabazia, erradiazio-eredua, uhin geldikorraren erlazioa, maiztasun-erantzuna eta beste parametro batzuk neurtzen ditugu antenaren diseinu-zehaztapenek baldintzak betetzen dituzten egiaztatzeko, antenaren errendimendua egiaztatzeko eta hobekuntza-iradokizunak emateko. Antenen neurketen emaitzak eta datuak erabil daitezke antenen errendimendua ebaluatzeko, diseinuak optimizatzeko, sistemaren errendimendua hobetzeko eta antenen fabrikatzaileei eta aplikazio-ingeniariei orientazioa eta iritzia emateko.
Antena Neurketetan Beharrezko Ekipamendua
Antena probatzeko, gailurik oinarrizkoena VNA da. VNA mota sinpleena ataka bakarreko VNA da, antena baten inpedantzia neurtzeko gai dena.
Antena baten erradiazio-eredua, irabazia eta eraginkortasuna neurtzea zailagoa da eta ekipamendu askoz gehiago behar da. Neurtu beharreko antenari AUT deituko diogu, hau da, Antenna Under Test-en laburdura. Antena neurtzeko beharrezko ekipamendua honako hau da:
Erreferentziazko antena bat - Ezaugarri ezagunak (irabazia, eredua, etab.) dituen antena bat
RF potentzia transmisore bat - AUT-an [Probapean dagoen antena] energia injektatzeko modu bat
Hartzaile-sistema bat - Erreferentziazko antenek zenbat potentzia jasotzen duten zehazten du.
Posizionamendu sistema bat - Sistema hau proba-antena iturri-antenarekiko biratzeko erabiltzen da, erradiazio-eredua angeluaren arabera neurtzeko.
Goiko ekipamenduaren bloke-diagrama 1. irudian ageri da.
1. irudia. Beharrezko antena neurtzeko ekipamenduaren diagrama.
Osagai hauek labur aztertuko dira. Erreferentziazko Antenak, noski, ondo erradiatu beharko luke nahi den proba-maiztasunean. Erreferentziazko antenak askotan polarizazio bikoitzeko adar-antenak dira, polarizazio horizontala eta bertikala aldi berean neurtu ahal izateko.
Transmisio-sistemak potentzia-maila egonkor eta ezagun bat irteeran emateko gai izan behar du. Irteerako maiztasuna ere sintonizagarria (hautagarria) eta nahiko egonkorra izan behar da (egonkorra esan nahi du transmisoretik jasotzen duzun maiztasuna nahi duzun maiztasunaren antzekoa dela, ez dela asko aldatzen tenperaturarekin). Transmisoreak energia oso gutxi izan behar du beste maiztasun guztietan (beti egongo da energia nahi den maiztasunetik kanpo, baina ez luke energia asko egon behar harmonikoetan, adibidez).
Jasotzeko Sistemak proba-antenatik zenbat potentzia jasotzen den zehaztu besterik ez du egin behar. Horretarako, potentzia-neurgailu sinple bat erabil daiteke, hau da, RF (irrati-maiztasun) potentzia neurtzeko gailu bat, eta zuzenean antena-terminaletara konekta daiteke transmisio-linea baten bidez (adibidez, N motako edo SMA konektoreak dituen kable koaxial bat). Normalean, hartzailea 50 Ohm-ko sistema bat da, baina zehaztuz gero, inpedantzia desberdina izan dezake.
Kontuan izan transmisio/jasotze sistema askotan VNA batek ordezkatzen duela. S21 neurketa batek 1. atakatik maiztasun bat transmititzen du eta 2. atakan jasotako potentzia erregistratzen du. Beraz, VNA bat oso egokia da zeregin honetarako; hala ere, ez da zeregin hau egiteko metodo bakarra.
Kokapen Sistemak proba antenaren orientazioa kontrolatzen du. Proba antenaren erradiazio eredua angeluaren arabera neurtu nahi dugunez (normalean koordenatu esferikoetan), proba antena biratu behar dugu iturri antenak proba antena angelu posible guztietatik argitu dezan. Kokapen sistema erabiltzen da horretarako. 1. irudian, AUT biratzen erakusten dugu. Kontuan izan biraketa hau egiteko modu asko daudela; batzuetan erreferentzia antena biratzen da, eta batzuetan erreferentzia eta AUT antenak biratzen dira.
Orain beharrezko ekipamendu guztia dugunez, neurketak non egin eztabaida dezakegu.
Non da leku ona antenen neurketak egiteko? Agian zure garajean egin nahiko zenuke, baina hormetako, sabaiko eta zoruko islapenek neurketak zehaztugabeak bihurtuko lituzkete. Antenen neurketak egiteko leku aproposa kanpoko espazioko leku bat da, non islapenik gerta ezin den. Hala ere, espazio-bidaiak gaur egun oso garestiak direnez, Lurraren gainazalean dauden neurketa-lekuetan zentratuko gara. Ganbera anekoiko bat erabil daiteke antenen proba-konfigurazioa isolatzeko, islatutako energia RF xurgatzeko aparrarekin xurgatzen den bitartean.
Espazio libreko eremuak (ganbera anekoikoak)
Espazio libreko eremuak espazioan egingo liratekeen neurketak simulatzeko diseinatutako antenen neurketa-kokapenak dira. Hau da, inguruko objektuetatik eta lurretik islatutako uhin guztiak (nahi ez direnak) ahalik eta gehien kentzen dira. Espazio libreko eremu ezagunenak ganbera anekoikoak, eremu altxatuak eta eremu trinkoa dira.
Ganbera anekoikoak
Ganbera anekoikoak barneko antena-eremuak dira. Hormak, sabaiak eta zorua uhin elektromagnetikoak xurgatzeko material berezi batez estalita daude. Barruko antena-eremuak desiragarriak dira, proba-baldintzak kanpoko antena-eremuenak baino askoz zorrotzago kontrola daitezkeelako. Materiala askotan forma irregularra izaten du, eta horrek ganbera hauek ikusteko nahiko interesgarriak bihurtzen ditu. Triangelu irregularren formak islatzen dena ausazko norabideetan hedatzeko diseinatuta daude, eta ausazko islapen guztietatik batzen dena modu inkoherentean gehitzeko joera du eta, beraz, gehiago kentzen da. Ganbera anekoiko baten irudia ageri da hurrengo irudian, proba-ekipo batzuekin batera:
(Irudiak RFMISO antenaren proba erakusten du)
Ganbera anekoikoen desabantaila da askotan nahiko handiak izan behar direla. Askotan, antenek gutxienez uhin-luzera batzuk izan behar dituzte elkarrengandik urruneko eremu-baldintzak simulatzeko. Beraz, maiztasun txikiagoetarako eta uhin-luzera handietarako ganbera oso handiak behar ditugu, baina kostuak eta muga praktikoek askotan mugatzen dute haien tamaina. Hegazkin handien edo beste objektu batzuen radar-sekzioa neurtzen duten defentsa-kontratazio-enpresa batzuek saskibaloi-zelaien tamainako ganbera anekoikoak dituztela ezagutzen da, nahiz eta hori ez den ohikoa. Ganbera anekoikoak dituzten unibertsitateek normalean 3-5 metroko luzera, zabalera eta altuera duten ganberak izaten dituzte. Tamaina-muga dela eta, eta RF xurgatzeko materialak normalean UHF eta maila altuagoetan ondoen funtzionatzen duelako, ganbera anekoikoak gehienetan 300 MHz-tik gorako maiztasunetarako erabiltzen dira.
Mendi-eremu altuak
Altuerako eremuak kanpoko eremuak dira. Konfigurazio honetan, proban dagoen iturria eta antena lurraren gainean muntatzen dira. Antena hauek mendietan, dorreetan, eraikinetan edo egokia den edozein lekutan egon daitezke. Hau askotan antena oso handietan edo maiztasun baxuetan (VHF eta azpitik, <100 MHz) egiten da, non barruko neurketak egitea zaila izango litzatekeen. Altuerako eremu baten oinarrizko diagrama 2. irudian ageri da.
2. irudia. Altxatutako eremuaren ilustrazioa.
Iturburu-antena (edo erreferentzia-antena) ez dago nahitaez proba-antena baino kota altuago batean, hemen horrela erakutsi berri dut. Bi antenen arteko ikusmen-lerroa (LOS) (2. irudiko izpi beltzak irudikatuta) oztoporik gabe egon behar da. Beste islapen guztiak (lurretik islatutako izpi gorria, adibidez) ez dira desiragarriak. Altuera handiko distantziarako, iturriaren eta proba-antenaren kokapena zehaztu ondoren, proba-operadoreek islapen esanguratsuak non gertatuko diren zehazten dute, eta gainazal horietatik datozen islapenak minimizatzen saiatzen dira. Askotan, RF xurgatzeko materiala erabiltzen da horretarako, edo izpiak proba-antenatik desbideratzen dituen beste material bat.
Gama trinkoak
Iturburu-antena proba-antenaren eremu urrunean jarri behar da. Arrazoia da proba-antenak jasotzen duen uhina uhin laua izan behar dela zehaztasun handiena lortzeko. Antenek uhin esferikoak igortzen dituztenez, antena nahikoa urrun egon behar da iturburu-antenak igortzen duen uhina gutxi gorabehera uhin laua izan dadin - ikus 3. irudia.
3. irudia. Iturri-antena batek uhin-fronte esferikoa duen uhin bat igortzen du.
Hala ere, barneko ganberetan askotan ez dago nahikoa bereizketa hori lortzeko. Arazo hau konpontzeko metodo bat irismen trinko baten bidez da. Metodo honetan, iturri-antena islatzaile baterantz orientatzen da, eta islatzaile horren forma uhin esferikoa modu gutxi gorabehera lauan islatzeko diseinatuta dago. Oso antzekoa da antena paraboliko baten funtzionamendu-printzipioa. Oinarrizko funtzionamendua 4. irudian ageri da.
4. irudia. Irismen trinkoa - iturri-antenatik datozen uhin esferikoak planarrak (kolimatutakoak) bihurtzen dira.
Islatzaile parabolikoaren luzera normalean proba-antena baino hainbat aldiz handiagoa izatea nahi da. 4. irudiko iturri-antena islatzailetik desplazatuta dago, islatutako izpien bidean ez egoteko. Kontuz ibili behar da, halaber, iturri-antenatik proba-antenarako edozein erradiazio zuzen (elkarrekiko akoplamendua) ez iristeko.
Argitaratze data: 2024ko urtarrilaren 3a
