এই অ্যান্টেনা কি ব্যান্ড? আমরা অ্যান্টেনার বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করি

এই অ্যান্টেনা কোন ব্যান্ডের জন্য?
আমি জানি না, চেক করুন।
- কি?!?!

আপনার হাতে কোন ধরণের অ্যান্টেনা আছে তা নির্ধারণ করবেন যদি এটিতে কোনও চিহ্ন না থাকে? কোন অ্যান্টেনা ভাল বা খারাপ কিভাবে বুঝবেন? এই সমস্যাটি আমাকে দীর্ঘদিন ধরে জর্জরিত করেছে।
নিবন্ধটি সহজ ভাষায় অ্যান্টেনার বৈশিষ্ট্য পরিমাপের একটি পদ্ধতি এবং একটি অ্যান্টেনার ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা নির্ধারণের একটি পদ্ধতি বর্ণনা করে।

অভিজ্ঞ রেডিও ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য, এই তথ্যটি সাধারণ মনে হতে পারে এবং পরিমাপের কৌশল যথেষ্ট সঠিক নাও হতে পারে। নিবন্ধটি তাদের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যারা আমার মতো রেডিও ইলেকট্রনিক্সের কিছুই বোঝেন না।

TL; ডিআর আমরা OSA 103 মিনি ইন্সট্রুমেন্ট এবং একটি দিকনির্দেশক কাপলার, প্লট SWR বনাম ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে অ্যান্টেনার SWR পরিমাপ করব।

তত্ত্ব

যখন একটি ট্রান্সমিটার একটি অ্যান্টেনায় একটি সংকেত পাঠায়, তখন কিছু শক্তি বাতাসে বিকিরণ হয় এবং কিছু প্রতিফলিত হয় এবং ফিরে আসে। বিকিরিত এবং প্রতিফলিত শক্তির মধ্যে অনুপাত স্থায়ী তরঙ্গ অনুপাত (SWR বা SWR) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। SWR যত কম, ট্রান্সমিটারের শক্তি তত বেশি রেডিও তরঙ্গ হিসাবে বিকিরণ করা হয়। SWR = 1 এ কোন প্রতিফলন নেই (সমস্ত শক্তি বিকিরণ হয়)। একটি বাস্তব অ্যান্টেনার SWR সর্বদা 1 এর চেয়ে বেশি হয়।

আপনি যদি অ্যান্টেনায় বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির একটি সংকেত পাঠান এবং একই সাথে SWR পরিমাপ করেন, তাহলে আপনি জানতে পারবেন কোন ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রতিফলন ন্যূনতম হবে। এটি অ্যান্টেনার অপারেটিং পরিসীমা হবে। আপনি একে অপরের সাথে একই পরিসরের জন্য বিভিন্ন অ্যান্টেনা তুলনা করতে পারেন এবং কোনটি ভাল তা খুঁজে বের করতে পারেন।

ট্রান্সমিটার সংকেতের অংশ অ্যান্টেনা থেকে প্রতিফলিত হয়

একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সির জন্য রেট করা একটি অ্যান্টেনা, তাত্ত্বিকভাবে, এর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিতে সর্বনিম্ন SWR থাকা উচিত। এর মানে হল যে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে অ্যান্টেনায় বিকিরণ করা এবং প্রতিফলনটি সবচেয়ে ছোট, অর্থাৎ রেডিও তরঙ্গের আকারে সর্বাধিক পরিমাণ শক্তি যা উড়ে গেছে তা খুঁজে বের করা যথেষ্ট।

বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি সংকেত তৈরি করতে এবং প্রতিফলন পরিমাপ করতে সক্ষম হয়ে, আমরা ফ্রিকোয়েন্সি সহ x-অক্ষ এবং সংকেতের প্রতিফলন সহ y-অক্ষ প্লট করতে পারি। ফলস্বরূপ, যেখানে গ্রাফে একটি ডিপ (অর্থাৎ, ক্ষুদ্রতম সংকেত প্রতিফলন), সেখানে একটি অ্যান্টেনা অপারেটিং পরিসীমা থাকবে।

প্রতিফলন বনাম ফ্রিকোয়েন্সি একটি কাল্পনিক প্লট. অ্যান্টেনার অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি ব্যতীত প্রতিফলন সমগ্র পরিসরে 100%।

ডিভাইস Osa103 Mini

পরিমাপের জন্য আমরা ব্যবহার করব OSA103 মিনি. এটি একটি বহুমুখী পরিমাপ যন্ত্র যা একটি অসিলোস্কোপ, সংকেত জেনারেটর, স্পেকট্রাম বিশ্লেষক, ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া/ফেজ প্রতিক্রিয়া মিটার, ভেক্টর অ্যান্টেনা বিশ্লেষক, এলসি মিটার এবং এমনকি একটি এসডিআর ট্রান্সসিভারকে একীভূত করে। অপারেটিং রেঞ্জ OSA103 Mini 100 MHz পর্যন্ত সীমাবদ্ধ, OSA-6G মডিউল ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স মোডে ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ 6 GHz পর্যন্ত প্রসারিত করে। সমস্ত ফাংশন সহ নেটিভ প্রোগ্রামটির ওজন 3 এমবি, উইন্ডোজের অধীনে এবং লিনাক্সে ওয়াইনের মাধ্যমে কাজ করে।

Osa103 Mini হল রেডিও অপেশাদার এবং ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য একটি সার্বজনীন পরিমাপ যন্ত্র

দিকনির্দেশক কাপলার

একটি দিকনির্দেশক কাপলার এমন একটি ডিভাইস যা একটি নির্দিষ্ট দিকে ভ্রমণকারী একটি RF সংকেতের একটি ছোট অংশকে সরিয়ে দেয়। আমাদের ক্ষেত্রে, এটি পরিমাপ করার জন্য এটি অবশ্যই প্রতিফলিত সংকেতের (অ্যান্টেনা থেকে জেনারেটরে ফিরে আসা) এর কিছু অংশকে শাখায় ফেলতে হবে।
একটি দিকনির্দেশক কাপলারের অপারেশনের চাক্ষুষ ব্যাখ্যা: youtube.com/watch?v=iBK9ZIx9YaY

দিকনির্দেশক কাপলারের প্রধান বৈশিষ্ট্য:

• অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি - ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা যেখানে প্রধান সূচকগুলি আদর্শের বাইরে যায় না। আমার কাপলার 1 থেকে 1000 MHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে
• শাখা (সংযোজন) - যখন তরঙ্গটি IN থেকে আউটে নির্দেশিত হয় তখন সংকেতের কোন অংশ (ডেসিবেলে) সরানো হবে
• নির্দেশনা - যখন সিগন্যালটি OUT থেকে IN পর্যন্ত বিপরীত দিকে চলে যায় তখন কত কম সংকেত সরানো হবে

প্রথম নজরে, এটি বরং বিভ্রান্তিকর দেখায়। স্বচ্ছতার জন্য, আসুন ট্যাপটিকে একটি জলের পাইপ হিসাবে কল্পনা করি, যার ভিতরে একটি ছোট আউটলেট রয়েছে। ডাইভারশনটি এমনভাবে তৈরি করা হয় যে যখন পানি সামনের দিকে (IN থেকে OUT) চলে যায়, তখন পানির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ সরে যায়। এই দিকে ডাইভার্ট করা জলের পরিমাণ কাপলারের ডেটাশিটে কাপলিং প্যারামিটার দ্বারা নির্ধারিত হয়।

যখন পানি বিপরীত দিকে চলে যায় তখন অনেক কম পানি নিষ্কাশন হয়। এটি একটি পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া হিসাবে গ্রহণ করা উচিত। এই আন্দোলনের সময় যে পরিমাণ জল সরানো হয় তা ডাটাশিটে নির্দেশিত প্যারামিটার দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই প্যারামিটারটি যত ছোট হবে (ডিবি মান যত বেশি), আমাদের কাজের জন্য তত ভাল।

পরিকল্পিত চিত্র

যেহেতু আমরা অ্যান্টেনা থেকে প্রতিফলিত সিগন্যালের স্তর পরিমাপ করতে চাই, তাই আমরা এটিকে কাপলারের IN এর সাথে এবং জেনারেটরকে OUT-এর সাথে সংযুক্ত করি। এইভাবে, অ্যান্টেনা থেকে প্রতিফলিত সংকেতের একটি অংশ পরিমাপের জন্য রিসিভারে পৌঁছে যাবে।

সংযোগ চিত্রে আলতো চাপুন। প্রতিফলিত সংকেত রিসিভারে পাঠানো হয়

পরিমাপ সেটআপ

সার্কিট ডায়াগ্রাম অনুযায়ী SWR পরিমাপের জন্য ইনস্টলেশন একত্রিত করা যাক। ডিভাইসের জেনারেটর আউটপুটে, আমরা অতিরিক্তভাবে 15 ডিবি অ্যাটেন্যুয়েশন সহ একটি অ্যাটেনুয়েটর ইনস্টল করি। এটি জেনারেটরের আউটপুটের সাথে কাপলারের মিল উন্নত করবে এবং পরিমাপের নির্ভুলতা বাড়াবে। অ্যাটেনুয়েটর 5..15 ডিবি অ্যাটেন্যুয়েশনের সাথে নেওয়া যেতে পারে। পরবর্তী ক্রমাঙ্কনের সময় স্বয়ংক্রিয়ভাবে টেনেউয়েশন মান বিবেচনা করা হয়।

অ্যাটেনুয়েটর একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক ডেসিবেল দ্বারা সংকেতকে হ্রাস করে। অ্যাটেনুয়েটরের প্রধান বৈশিষ্ট্য হল সংকেত এবং অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমার টেনেউয়েশন সহগ (এটেন্যুয়েশন)। অপারেটিং সীমার বাইরে ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে, অ্যাটেনুয়েটরের বৈশিষ্ট্যগুলি অপ্রত্যাশিতভাবে পরিবর্তিত হতে পারে।

এই চূড়ান্ত সেটআপ মত দেখায় কি. ডিভাইসের প্রধান বোর্ডে OSA-6G মডিউল থেকে একটি মধ্যবর্তী ফ্রিকোয়েন্সি (IF) সংকেত প্রয়োগ করার কথাও আপনাকে মনে রাখতে হবে। এটি করার জন্য, আমরা OSA-6G মডিউলে INPUT দিয়ে মূল বোর্ডে IF OUTPUT পোর্ট সংযোগ করি।

ল্যাপটপের স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই থেকে হস্তক্ষেপের মাত্রা কমাতে, যখন ল্যাপটপটি ব্যাটারি থেকে চালিত হয় তখন আমি সমস্ত পরিমাপ করি।

ক্রমাঙ্কন

পরিমাপ শুরু করার আগে, ডিভাইসের সমস্ত উপাদান ভাল অবস্থায় আছে এবং তারের গুণমান রয়েছে তা নিশ্চিত করা প্রয়োজন, এর জন্য আমরা জেনারেটর এবং রিসিভারকে একটি কেবল দিয়ে সরাসরি সংযুক্ত করি, জেনারেটর চালু করি এবং ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া পরিমাপ করি। আমরা 0dB এ প্রায় সমতল গ্রাফ পাই। এর মানে হল যে পুরো ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের উপর, জেনারেটরের সম্পূর্ণ বিকিরণকারী শক্তি রিসিভারে পৌঁছেছে।

জেনারেটরকে সরাসরি রিসিভারের সাথে সংযুক্ত করা হচ্ছে

সার্কিটে একটি অ্যাটেনুয়েটর যোগ করা যাক। আপনি সমগ্র পরিসরে 15dB এর প্রায় সমান সংকেত ক্ষয় দেখতে পারেন।

রিসিভারের সাথে একটি 15dB অ্যাটেনুয়েটরের মাধ্যমে জেনারেটর সংযোগ করা

জেনারেটরটিকে কাপলারের আউট সংযোগকারীর সাথে এবং রিসিভারটিকে কাপলারের সিপিএলের সাথে সংযুক্ত করুন। যেহেতু IN পোর্টের সাথে কোন লোড সংযুক্ত নেই, তাই উত্পন্ন সমস্ত সংকেত অবশ্যই প্রতিফলিত হতে হবে এবং এর কিছু অংশ রিসিভারের সাথে যুক্ত করতে হবে। আমাদের কাপলারের ডেটাশিট অনুসারে (ZEDC-15-2B), কাপলিং প্যারামিটার হল ~15db, যার মানে আমাদের একটি অনুভূমিক রেখা দেখতে হবে প্রায় -30 dB (কাপলিং + অ্যাটেনুয়েটর অ্যাটেন্যুয়েশন)। কিন্তু যেহেতু কাপলারের অপারেটিং পরিসীমা 1 গিগাহার্জের মধ্যে সীমাবদ্ধ, তাই এই ফ্রিকোয়েন্সির উপরে সমস্ত পরিমাপ অর্থহীন বলে বিবেচিত হতে পারে। এটি গ্রাফে স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান, 1 GHz পরে রিডিংগুলি বিশৃঙ্খল এবং অর্থপূর্ণ নয়। অতএব, আমরা কাপলারের অপারেটিং পরিসরে আরও সমস্ত পরিমাপ করব।

লোড ছাড়া সংযোগ আলতো চাপুন. কাপলারের অপারেটিং পরিসরের সীমা দৃশ্যমান।

যেহেতু 1 গিগাহার্জের উপরে পরিমাপের ডেটা, আমাদের ক্ষেত্রে, অর্থবোধ করে না, আমরা জেনারেটরের সর্বাধিক ফ্রিকোয়েন্সি কাপলারের অপারেটিং মানগুলিতে সীমাবদ্ধ করব। পরিমাপ করার সময়, আমরা একটি সরল রেখা পাই।

জেনারেটরের পরিসরকে কাপলারের অপারেটিং পরিসরে সীমাবদ্ধ করা

অ্যান্টেনার SWR চাক্ষুষভাবে পরিমাপ করার জন্য, আমাদের বর্তমান সার্কিট প্যারামিটার (100% প্রতিফলন) একটি রেফারেন্স পয়েন্ট হিসাবে গ্রহণ করার জন্য ক্রমাঙ্কন করতে হবে, অর্থাৎ শূন্য ডিবি। এটি করার জন্য, OSA103 Mini এর একটি অন্তর্নির্মিত ক্রমাঙ্কন ফাংশন রয়েছে। ক্রমাঙ্কন একটি সংযুক্ত অ্যান্টেনা (লোড) ছাড়াই সঞ্চালিত হয়, ক্রমাঙ্কন ডেটা একটি ফাইলে লেখা হয় এবং তারপর গ্রাফ প্লট করার সময় স্বয়ংক্রিয়ভাবে অ্যাকাউন্টে নেওয়া হয়।

OSA103 মিনি সফ্টওয়্যারে ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া ক্রমাঙ্কন ফাংশন

ক্রমাঙ্কনের ফলাফলগুলি প্রয়োগ করে এবং কোনও লোড ছাড়াই পরিমাপ চালানো, আমরা 0dB এ একটি সমতল গ্রাফ পাই।

ক্রমাঙ্কনের পরে গ্রাফ

আমরা অ্যান্টেনা পরিমাপ করি

এখন আপনি অ্যান্টেনা পরিমাপ শুরু করতে পারেন। ক্রমাঙ্কনের মাধ্যমে, আমরা অ্যান্টেনা সংযুক্ত হওয়ার পরে প্রতিফলনের হ্রাস দেখতে এবং পরিমাপ করব।

Aliexpress থেকে 433MHz এ অ্যান্টেনা

অ্যান্টেনা 443MHz চিহ্নিত। এটি দেখা যায় যে অ্যান্টেনা 446MHz ব্যান্ডে সবচেয়ে দক্ষতার সাথে কাজ করে, এই ফ্রিকোয়েন্সিতে SWR হল 1.16। একই সময়ে, ঘোষিত ফ্রিকোয়েন্সিতে, কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে খারাপ, 433MHz SWR 4,2 এ।

অজানা অ্যান্টেনা 1

অ্যান্টেনা অচিহ্নিত। সময়সূচী অনুসারে, এটি 800 MHz-এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, সম্ভবত GSM ব্যান্ডের জন্য। ন্যায্যভাবে বলতে গেলে, এই অ্যান্টেনাটি 1800 MHz এও কাজ করে, কিন্তু কাপলার সীমাবদ্ধতার কারণে, আমি এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে সঠিক পরিমাপ করতে পারি না।

অজানা অ্যান্টেনা 2

আরেকটি অ্যান্টেনা যেটা আমার বাক্সে অনেকক্ষণ ধরে পড়ে আছে। দৃশ্যত, জিএসএম ব্যান্ডের জন্যও, তবে আগেরটির চেয়ে ভাল। 764 MHz এর ফ্রিকোয়েন্সিতে, SWR একতার কাছাকাছি, 900 MHz-এ, SWR হল 1.4।

অজানা অ্যান্টেনা 3

এটি দেখতে একটি Wi-Fi অ্যান্টেনার মতো, কিন্তু কিছু কারণে সংযোগকারীটি SMA-পুরুষ, এবং RP-SMA নয়, সমস্ত Wi-Fi অ্যান্টেনার মতো৷ পরিমাপ দ্বারা বিচার, 1 MHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সিতে, এই অ্যান্টেনা অকেজো। আবার, কাপলার সীমাবদ্ধতার কারণে, আমরা জানি না এটি কী ধরনের অ্যান্টেনা।

টেলিস্কোপিক অ্যান্টেনা

433MHz ব্যান্ডের জন্য টেলিস্কোপিক অ্যান্টেনা প্রসারিত করতে আপনার কতটা প্রয়োজন তা গণনা করার চেষ্টা করা যাক। তরঙ্গদৈর্ঘ্য গণনা করার সূত্র: λ = C/f, যেখানে C হল আলোর গতি, f হল ফ্রিকোয়েন্সি।

299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279

সম্পূর্ণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য - 69,24 সেমি
অর্ধেক তরঙ্গদৈর্ঘ্য - 34,62 সেমি
চতুর্থাংশ তরঙ্গদৈর্ঘ্য - 17,31 সেমি

এইভাবে গণনা করা অ্যান্টেনা একেবারে অকেজো হয়ে উঠল। 433MHz ফ্রিকোয়েন্সিতে, SWR মান হল 11।

পরীক্ষামূলকভাবে অ্যান্টেনা প্রসারিত করে, আমি প্রায় 2.8 সেন্টিমিটার একটি অ্যান্টেনার দৈর্ঘ্য সহ ন্যূনতম 50 এর SWR অর্জন করতে পেরেছি। দেখা গেল যে বিভাগগুলির পুরুত্ব অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। অর্থাৎ, যখন শুধুমাত্র পাতলা প্রান্তের অংশগুলিকে প্রসারিত করা হয়েছিল, ফলাফলটি শুধুমাত্র পুরু অংশগুলিকে একই দৈর্ঘ্যে প্রসারিত করার চেয়ে ভাল ছিল। আমি জানি না টেলিস্কোপিক অ্যান্টেনার দৈর্ঘ্যের সাথে এই গণনার উপর কতটা নির্ভর করা উচিত, কারণ বাস্তবে তারা কাজ করে না। হয়তো অন্যান্য অ্যান্টেনা বা ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সাথে এটি ভিন্নভাবে কাজ করে, আমি জানি না।

433MHz এ তারের টুকরো

প্রায়শই বিভিন্ন ডিভাইসে, যেমন রেডিও সুইচ, আপনি একটি অ্যান্টেনা হিসাবে সোজা তারের একটি অংশ দেখতে পারেন। আমি 433 MHz (17,3 সেমি) কোয়ার্টার ওয়েভলেংথ তারের একটি টুকরো কেটে ফেলেছি এবং শেষটি টিন করেছি যাতে এটি SMA ফিমেল কানেক্টরের সাথে ভালভাবে ফিট হয়।

ফলাফল অদ্ভুত হতে পরিণত: এই ধরনের একটি তার 360 MHz এ ভাল কাজ করে, কিন্তু 433 MHz এ অকেজো।


আমি টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরো টুকরি গ্রাফের ডিপটি ধীরে ধীরে ডানদিকে 433 MHz-এর দিকে সরে যেতে শুরু করেছে। ফলস্বরূপ, প্রায় 15,5 সেমি তারের দৈর্ঘ্যে, আমি 1.8 মেগাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সিতে 438 এর সর্বনিম্ন SWR মান পেতে সক্ষম হয়েছি। তারের আরও সংক্ষিপ্তকরণ SWR বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।

উপসংহার

কাপলার সীমাবদ্ধতার কারণে, ওয়াই-ফাই অ্যান্টেনার মতো 1 GHz এর উপরে ব্যান্ডগুলিতে অ্যান্টেনাগুলি পরিমাপ করা সম্ভব ছিল না। এটি করা যেতে পারে যদি আমার একটি প্রশস্ত কাপলার থাকে।

একটি কাপলার, সংযোগকারী তারগুলি, একটি ডিভাইস এবং এমনকি একটি ল্যাপটপ ফলস্বরূপ অ্যান্টেনা সিস্টেমের অংশ। তাদের জ্যামিতি, স্থান এবং পার্শ্ববর্তী বস্তুর অবস্থান পরিমাপের ফলাফলকে প্রভাবিত করে। একটি বাস্তব রেডিও স্টেশন বা মডেম সেট করার পরে, ফ্রিকোয়েন্সি স্থানান্তর হতে পারে, কারণ. রেডিও স্টেশনের বডি, মডেম, অপারেটরের বডি অ্যান্টেনার অংশ হয়ে যাবে।

OSA103 Mini একটি খুব দুর্দান্ত মাল্টিফাংশনাল ডিভাইস। পরিমাপের সময় পরামর্শের জন্য আমি এর বিকাশকারীর কাছে কৃতজ্ঞতা প্রকাশ করছি।

উত্স: www.habr.com