Bu antenna hansı qrup üçündür?
Bilmirəm, yoxlayın.
- NƏ?!?!
Üzərində heç bir işarə yoxdursa, əlinizdə hansı antenanın olduğunu necə müəyyənləşdirmək olar? Hansı antenin daha yaxşı və ya daha pis olduğunu necə başa düşmək olar? Bu problem məni çoxdan narahat edirdi.
Məqalədə sadə dillə antenaların xüsusiyyətlərinin ölçülməsi üsulu və antenanın tezlik diapazonunun müəyyən edilməsi metodu təsvir edilmişdir.
Təcrübəli radio mühəndisləri üçün bu məlumat banal görünə bilər və ölçmə texnikası kifayət qədər dəqiq olmaya bilər. Məqalə mənim kimi radioelektronikadan ümumiyyətlə heç nə başa düşməyənlər üçün nəzərdə tutulub.
TL; DR Biz OSA 103 Mini alətindən və istiqamətləndirici bağlayıcıdan istifadə edərək müxtəlif tezliklərdə antenaların SWR-ni ölçəcəyik, tezliyə qarşı SWR qrafiki.
Теория
Transmitter antenaya siqnal göndərdikdə enerjinin bir hissəsi havaya yayılır, bir hissəsi isə əks olunaraq geri qaytarılır. Şüalanan və əks olunan enerji arasındakı nisbət daimi dalğa nisbəti (SWR və ya SWR) ilə xarakterizə olunur. SWR nə qədər aşağı olarsa, ötürücünün enerjisi bir o qədər çox radio dalğaları kimi yayılır. SWR = 1-də əks olunmur (bütün enerji şüalanır). Həqiqi antenanın SWR həmişə 1-dən böyükdür.
Antenaya müxtəlif tezliklərdə bir siqnal göndərsəniz və eyni zamanda SWR-ni ölçsəniz, əks etdirmənin hansı tezlikdə minimal olacağını tapa bilərsiniz. Bu antenanın işləmə diapazonu olacaq. Siz həmçinin eyni diapazon üçün müxtəlif antenaları bir-biri ilə müqayisə edə və hansının daha yaxşı olduğunu tapa bilərsiniz.
Transmitter siqnalının bir hissəsi antenadan əks olunur
Müəyyən bir tezlik üçün qiymətləndirilmiş bir antenna, nəzəri olaraq, iş tezliklərində ən aşağı SWR-ə sahib olmalıdır. Bu o deməkdir ki, antenaya müxtəlif tezliklərdə şüalanmaq və əksin hansı tezlikdə ən kiçik olduğunu, yəni radio dalğaları şəklində uçmuş enerjinin maksimum miqdarını tapmaq kifayətdir.
Müxtəlif tezliklərdə siqnal yaratmaq və əksini ölçə bilməklə, biz x oxunu tezliklə, y oxunu isə siqnalın əks etdirməsi ilə qrafasını çəkə bilərik. Nəticədə, qrafikdə bir eniş olduğu yerdə (yəni ən kiçik siqnal əksi) antenanın işləmə diapazonu olacaqdır.
Tezliyə qarşı xəyali əks planı. Antenanın işləmə tezliyi istisna olmaqla, əks etdirmə bütün diapazonda 100% təşkil edir.
Cihaz Osa103 Mini
Ölçmələr üçün istifadə edəcəyik . O, bir osiloskop, siqnal generatoru, spektr analizatoru, tezlik reaksiyası/faza cavab ölçeri, vektor antenna analizatoru, LC metr və hətta SDR ötürücüsünü birləşdirən çox yönlü ölçmə alətidir. OSA103 Mini əməliyyat diapazonu 100 MHz ilə məhdudlaşır, OSA-6G modulu tezlik diapazonunu 6 GHz-ə qədər tezlik reaksiyası rejimində genişləndirir. Bütün funksiyaları olan yerli proqram 3 MB ağırlığında, Windows altında və Linux-da şərab vasitəsilə işləyir.
Osa103 Mini radio həvəskarları və mühəndisləri üçün universal ölçü cihazıdır
İstiqamətli bağlayıcı
İstiqamətli bağlayıcı müəyyən bir istiqamətdə hərəkət edən RF siqnalının kiçik bir hissəsini yönləndirən bir cihazdır. Bizim vəziyyətimizdə, onu ölçmək üçün əks olunan siqnalın bir hissəsini (antenadan generatora geri gələn) budaqlamalıdır.
İstiqamətli bağlayıcının işinin vizual izahı:
İstiqamətləndirici bağlayıcının əsas xüsusiyyətləri:
- Əməliyyat tezlikləri - əsas göstəricilərin normadan kənara çıxmadığı tezlik diapazonu. Bağlayıcım 1-dən 1000 MHz-ə qədər tezliklər üçün nəzərdə tutulub
- Filial (Birləşmə) - dalğa IN-dən OUT-a yönəldildikdə siqnalın hansı hissəsi (desibellə) yönləndiriləcək
- Direktivlik - siqnal OUT-dan IN-ə əks istiqamətdə hərəkət etdikdə siqnal nə qədər az yönləndiriləcək
İlk baxışdan bu, olduqca qarışıq görünür. Aydınlıq üçün kranı su borusu kimi təsəvvür edək, içərisində kiçik bir çıxış var. Təxribat elə aparılır ki, su irəli istiqamətdə (IN-dən OUT-a doğru) hərəkət etdikdə suyun əhəmiyyətli hissəsi yönləndirilir. Bu istiqamətə yönəldilmiş suyun miqdarı bağlayıcının məlumat vərəqindəki Coupling parametri ilə müəyyən edilir.
Su əks istiqamətdə hərəkət etdikdə çox az su axıdılır. Yan təsir kimi qəbul edilməlidir. Bu hərəkət zamanı çıxarılan suyun miqdarı məlumat vərəqindəki Direktivlik parametri ilə müəyyən edilir. Bu parametr nə qədər kiçikdir (dB dəyəri nə qədər böyükdürsə), vəzifəmiz üçün bir o qədər yaxşıdır.
Şematik diaqram
Antenadan əks olunan siqnalın səviyyəsini ölçmək istədiyimiz üçün onu bağlayıcının IN-ə, generatoru isə OUT-a bağlayırıq. Beləliklə, antenadan əks olunan siqnalın bir hissəsi ölçmə üçün qəbulediciyə çatacaqdır.
Bağlantı diaqramına toxunun. Yansıtılan siqnal qəbulediciyə göndərilir
Ölçmə quraşdırma
SWR-nin ölçülməsi üçün qurğunu dövrə diaqramına uyğun olaraq yığaq. Cihazın generator çıxışında əlavə olaraq 15 dB zəifləməsi olan bir zəiflədici quraşdırırıq. Bu, birləşdiricinin generatorun çıxışı ilə uyğunluğunu yaxşılaşdıracaq və ölçmənin dəqiqliyini artıracaqdır. Attenuator 5..15 dB zəifləmə ilə götürülə bilər. Sonrakı kalibrləmə zamanı zəifləmə dəyəri avtomatik olaraq nəzərə alınır.
Attenuator siqnalı müəyyən sayda desibellə zəiflədir. Attenuatorun əsas xarakteristikası siqnalın zəifləmə əmsalı (zəifləmə) və işləmə tezliyi diapazonudur. İşləmə diapazonundan kənar tezliklərdə zəiflədicinin xüsusiyyətləri gözlənilmədən dəyişə bilər.
Son quraşdırma belə görünür. OSA-6G modulundan cihazın əsas lövhəsinə ara tezlik (IF) siqnalını tətbiq etməyi də unutmamalısınız. Bunun üçün əsas platada IF OUTPUT portunu OSA-6G modulunda INPUT ilə birləşdiririk.
Laptopun kommutasiya enerji təchizatından müdaxilə səviyyəsini azaltmaq üçün laptop batareyadan enerji aldıqda bütün ölçmələri həyata keçirirəm.
Kalibrləmə
Ölçmələrə başlamazdan əvvəl cihazın bütün komponentlərinin yaxşı vəziyyətdə olduğundan və kabellərin keyfiyyətindən əmin olmaq lazımdır, bunun üçün biz generatoru və qəbuledicini birbaşa kabel ilə birləşdiririk, generatoru işə salırıq və tezlik reaksiyasını ölçürük. 0dB-də demək olar ki, düz bir qrafik alırıq. Bu o deməkdir ki, bütün tezlik diapazonunda generatorun bütün şüalanmış gücü qəbulediciyə çatmışdır.
Generatorun birbaşa qəbulediciyə qoşulması
Dövrəyə zəiflədici əlavə edək. Bütün diapazonda demək olar ki, bərabər siqnalın 15 dB zəifləməsini görə bilərsiniz.
Generatorun 15 dB zəiflədici vasitəsilə qəbulediciyə qoşulması
Generatoru bağlayıcının OUT konnektoruna, qəbuledicini isə birləşdiricinin CPL-yə qoşun. IN portuna heç bir yük qoşulmadığı üçün yaradılan siqnalın hamısı əks olunmalı və onun bir hissəsi qəbulediciyə budaqlanmalıdır. Bağlayıcımızın məlumat cədvəlinə əsasən (), Coupling parametri ~15db-dir, bu o deməkdir ki, biz təxminən -30 dB-də üfüqi xətt görməliyik (birləşmə + zəiflədici zəifləmə). Lakin bağlayıcının işləmə diapazonu 1 GHz ilə məhdudlaşdığından, bu tezlikdən yuxarı olan bütün ölçmələr mənasız hesab edilə bilər. Bu, qrafikdə aydın görünür, 1 GHz-dən sonra oxunuşlar xaotikdir və mənası yoxdur. Buna görə də, bağlayıcının işləmə diapazonunda bütün sonrakı ölçmələri həyata keçirəcəyik.
Yük olmadan əlaqəyə toxunun. Bağlayıcının işləmə diapazonunun həddi görünür.
1 GHz-dən yuxarı ölçmə məlumatları, bizim vəziyyətimizdə mənasız olduğundan, generatorun maksimum tezliyini bağlayıcının işləmə dəyərlərinə məhdudlaşdıracağıq. Ölçərkən düz bir xətt alırıq.
Generatorun diapazonunun bağlayıcının işləmə diapazonu ilə məhdudlaşdırılması
Antenaların SWR-ni vizual olaraq ölçmək üçün cari dövrə parametrlərini (100% əks) bir istinad nöqtəsi, yəni sıfır dB götürmək üçün kalibrləmə etməliyik. Bunun üçün OSA103 Mini daxili kalibrləmə funksiyasına malikdir. Kalibrləmə qoşulmuş antena (yük) olmadan həyata keçirilir, kalibrləmə məlumatları fayla yazılır və sonra qrafikləri tərtib edərkən avtomatik olaraq nəzərə alınır.
OSA103 Mini proqramında tezlik cavabının kalibrləmə funksiyası
Kalibrləmə nəticələrini tətbiq edərək və ölçmələri yüksüz apararaq, 0dB-də düz bir qrafik alırıq.
Kalibrləmədən sonra qrafik
Antenaları ölçürük
İndi antenaları ölçməyə başlaya bilərsiniz. Kalibrləmə vasitəsilə biz antena qoşulduqdan sonra əksin azalmasını görüb ölçəcəyik.
Aliexpress-dən 433 MHz antenna
Antenna 443 MHz ilə işarələnmişdir. Antenanın 446MHz diapazonunda ən səmərəli işlədiyini görmək olar, bu tezlikdə SWR 1.16-dır. Eyni zamanda, elan edilmiş tezlikdə performans əhəmiyyətli dərəcədə pisdir, 433MHz SWR 4,2.
Naməlum antena 1
Antenanın işarəsi silindi. Cədvələ əsasən, o, 800 MHz, ehtimal ki, GSM diapazonu üçün nəzərdə tutulub. Ədalətli olmaq üçün, bu antenna da 1800 MHz-də işləyir, lakin bağlayıcı məhdudiyyətlər səbəbindən bu tezliklərdə düzgün ölçmə apara bilmirəm.
Naməlum antena 2
Uzun müddətdir qutularımda uzanan başqa bir antena. Görünür, GSM bandı üçün də, lakin əvvəlkindən daha yaxşıdır. 764 MHz tezliyində SWR birliyə yaxındır, 900 MHz-də SWR 1.4-dür.
Naməlum antena 3
Bu, Wi-Fi antenasına bənzəyir, lakin nədənsə bağlayıcı bütün Wi-Fi antenaları kimi RP-SMA deyil, SMA-Kişidir. Ölçmələrə görə, 1 MHz-ə qədər olan tezliklərdə bu antenna yararsızdır. Yenə də, bağlayıcı məhdudiyyətlərə görə, onun hansı antenna olduğunu bilməyəcəyik.
Teleskopik antena
433 MHz diapazonu üçün teleskopik antenanı nə qədər uzatmaq lazım olduğunu hesablamağa çalışaq. Dalğa uzunluğunu hesablamaq üçün düstur: λ = C/f, burada C işığın sürəti, f tezliyidir.
299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279
tam dalğa uzunluğu - 69,24 sm
yarım dalğa uzunluğu - 34,62 sm
dörddəbir dalğa uzunluğu - 17,31 sm
Bu şəkildə hesablanan antenanın tamamilə yararsız olduğu ortaya çıxdı. 433 MHz tezliyində SWR dəyəri 11-dir.
Antenanı eksperimental olaraq uzadaraq, antenanın uzunluğu təxminən 2.8 sm olan minimum 50 SWR əldə edə bildim.Bölmələrin qalınlığının böyük əhəmiyyət kəsb etdiyi ortaya çıxdı. Yəni, yalnız nazik uc hissələr uzadıldıqda, nəticə yalnız qalın hissələrin eyni uzunluqda uzadılmasından daha yaxşı idi. Teleskopik antenanın uzunluğu ilə bu hesablamalara daha nə qədər güvənmək lazım olduğunu bilmirəm, çünki praktikada onlar işləmir. Bəlkə digər antenalar və ya tezliklər ilə fərqli işləyir, bilmirəm.
433 MHz-də tel parçası
Tez-tez müxtəlif cihazlarda, məsələn, radio açarlarında, antenna kimi bir düz tel parçası görə bilərsiniz. 433 MHz (17,3 sm) dalğa uzunluğunun dörddə birinə bərabər olan bir naqil parçasını kəsdim və ucunu SMA Dişi konnektora sıx uyğunlaşması üçün qalayladım.
Nəticə qəribə oldu: belə bir tel 360 MHz-də yaxşı işləyir, lakin 433 MHz-də faydasızdır.
Telin ucundan hissə-hissə kəsməyə və oxunuşlara baxmağa başladım. Qrafikdəki eniş yavaş-yavaş sağa, 433 MHz-ə doğru sürüşməyə başladı. Nəticədə, təxminən 15,5 sm uzunluğunda bir teldə 1.8 MHz tezliyində ən aşağı SWR dəyərini 438 əldə edə bildim. Kabelin daha da qısaldılması SWR-nin artmasına səbəb oldu.
Nəticə
Bağlayıcı məhdudiyyətlərinə görə, Wi-Fi antenaları kimi 1 GHz-dən yuxarı diapazonlarda antenaları ölçmək mümkün olmadı. Daha geniş bir bağlayıcım olsaydı, bunu edə bilərdim.
Bağlayıcı, birləşdirən kabellər, cihaz və hətta noutbuk da yaranan antena sisteminin hissələridir. Onların həndəsəsi, kosmosdakı mövqeyi və ətrafdakı obyektlər ölçmə nəticəsinə təsir göstərir. Həqiqi radio stansiyasına və ya modemə təyin edildikdən sonra tezlik dəyişə bilər, çünki. radiostansiyanın gövdəsi, modem, operatorun korpusu antenanın bir hissəsinə çevriləcək.
OSA103 Mini çox gözəl çoxfunksiyalı cihazdır. Ölçmə zamanı məsləhət üçün onun tərtibatçısına minnətdarlığımı bildirirəm.
Mənbə: www.habr.com