— Ar gyfer pa ystod mae'r antena hon?
- Dydw i ddim yn gwybod, gwiriwch.
- BETH?!?!
Sut allwch chi benderfynu pa fath o antena sydd gennych chi yn eich dwylo os nad oes unrhyw farcio arno? Sut i ddeall pa antena sy'n well neu'n waeth? Mae'r broblem hon wedi fy mhoeni ers amser maith.
Mae'r erthygl yn disgrifio mewn iaith syml y dechneg ar gyfer mesur nodweddion antena a'r dull ar gyfer pennu ystod amledd yr antena.
I beirianwyr radio profiadol, gall y wybodaeth hon ymddangos yn ddibwys, ac efallai na fydd y dechneg fesur yn ddigon cywir. Mae'r erthygl wedi'i bwriadu ar gyfer y rhai nad ydyn nhw'n deall dim byd o gwbl am electroneg radio, fel fi.
TL; DR Byddwn yn mesur SWR antenâu ar amleddau amrywiol gan ddefnyddio dyfais Mini OSA 103 a chyplydd cyfeiriadol, gan blotio dibyniaeth SWR ar amlder.
Теория
Pan fydd trosglwyddydd yn anfon signal i antena, mae rhywfaint o'r egni yn cael ei belydru i'r aer, ac mae peth yn cael ei adlewyrchu a'i ddychwelyd yn ôl. Mae'r berthynas rhwng ynni pelydrol ac adlewyrchol wedi'i nodweddu gan y gymhareb tonnau sefydlog (SWR neu SWR). Po isaf yw'r SWR, y mwyaf o egni'r trosglwyddydd sy'n cael ei ollwng fel tonnau radio. Ar SWR = 1 nid oes unrhyw adlewyrchiad (mae'r holl egni wedi'i belydru). Mae SWR antena go iawn bob amser yn fwy nag 1.
Os byddwch yn anfon signal o wahanol amleddau i'r antena ac yn mesur y SWR ar yr un pryd, gallwch ddarganfod ar ba amlder y bydd yr adlewyrchiad yn fach iawn. Dyma fydd ystod gweithredu'r antena. Gallwch hefyd gymharu gwahanol antenâu ar gyfer yr un band a darganfod pa un sy'n well.
Mae rhan o'r signal trosglwyddydd yn cael ei adlewyrchu o'r antena
Dylai antena a gynlluniwyd ar gyfer amledd penodol, mewn egwyddor, fod â'r SWR isaf ar ei amleddau gweithredu. Mae hyn yn golygu ei bod yn ddigon i belydru i'r antena ar wahanol amleddau a darganfod ar ba amlder yr adlewyrchiad yw'r lleiaf, hynny yw, yr uchafswm egni sy'n dianc ar ffurf tonnau radio.
Trwy allu cynhyrchu signal ar amleddau gwahanol a mesur yr adlewyrchiad, gallwn greu graff gyda'r amledd ar yr echelin X ac adlewyrchedd y signal ar yr echelin Y. O ganlyniad, pan fydd gostyngiad yn y graff (hynny yw, yr adlewyrchiad lleiaf o'r signal), bydd amrediad gweithredu'r antena.
Graff adlewyrchiad dychmygol yn erbyn amledd. Dros yr ystod gyfan, mae'r adlewyrchiad yn 100%, ac eithrio amledd gweithredu'r antena.
Dyfais Osa103 Mini
Ar gyfer mesuriadau byddwn yn defnyddio . Dyfais fesur gyffredinol yw hon sy'n cyfuno osgilosgop, generadur signal, dadansoddwr sbectrwm, mesurydd ymateb amledd / cyfnod osgled, dadansoddwr antena fector, mesurydd LC, a hyd yn oed trosglwyddydd SDR. Mae ystod weithredu'r OSA103 Mini wedi'i gyfyngu i 100 MHz, mae'r modiwl OSA-6G yn ehangu'r ystod amledd yn y modd IAFC i 6 GHz. Mae'r rhaglen frodorol gyda'r holl swyddogaethau yn pwyso 3 MB, yn rhedeg ar Windows a thrwy win ar Linux.
Osa103 Mini - dyfais fesur gyffredinol ar gyfer amaturiaid radio a pheirianwyr
Cyplydd cyfeiriadol
Mae cyplydd cyfeiriadol yn ddyfais sy'n dargyfeirio cyfran fach o signal RF sy'n teithio i gyfeiriad penodol. Yn ein hachos ni, rhaid iddo ganghennu rhan o'r signal a adlewyrchir (mynd o'r antena yn ôl i'r generadur) i'w fesur.
Esboniad gweledol o weithrediad cyplydd cyfeiriadol:
Prif nodweddion y cyplydd cyfeiriadol:
- Amleddau gweithredu - yr ystod o amleddau lle nad yw'r prif ddangosyddion yn fwy na'r terfynau arferol. Mae fy cwplwr wedi'i gynllunio ar gyfer amleddau o 1 i 1000 MHz
- Cangen (Cyplu) - pa ran o'r signal (mewn desibelau) fydd yn cael ei thynnu pan fydd y don yn cael ei chyfeirio o IN i OUT
- Cyfeiriadedd — faint yn llai o signal fydd yn cael ei dynnu pan fydd y signal yn symud i'r cyfeiriad arall o OUT i IN
Ar yr olwg gyntaf mae hyn yn edrych yn eithaf dryslyd. Er eglurder, gadewch i ni ddychmygu'r cwplwr fel pibell ddŵr, gydag allfa fach y tu mewn. Mae'r draeniad yn cael ei wneud yn y fath fodd fel bod rhan sylweddol o'r dŵr yn cael ei dynnu pan fydd dŵr yn symud i'r cyfeiriad ymlaen (o IN i OUT). Mae faint o ddŵr sy'n cael ei ollwng i'r cyfeiriad hwn yn cael ei bennu gan y paramedr Coupling yn y daflen ddata cwplwr.
Pan fydd dŵr yn symud i'r cyfeiriad arall, mae llawer llai o ddŵr yn cael ei dynnu. Dylid ei gymryd fel sgîl-effaith. Mae faint o ddŵr sy'n cael ei ollwng yn ystod y symudiad hwn yn cael ei bennu gan y paramedr Cyfeiriadedd yn y daflen ddata. Po leiaf yw'r paramedr hwn (po fwyaf yw'r gwerth dB), y gorau ar gyfer ein tasg.
Diagram sgematig
Gan ein bod am fesur lefel y signal a adlewyrchir o'r antena, rydym yn ei gysylltu ag IN y cwplwr, a'r generadur ag OUT. Felly, bydd rhan o'r signal a adlewyrchir o'r antena yn cyrraedd y derbynnydd i'w fesur.
Diagram cysylltu ar gyfer y tap. Anfonir y signal adlewyrchiedig at y derbynnydd
Gosodiad mesur
Gadewch i ni gydosod gosodiad ar gyfer mesur SWR yn unol â'r diagram cylched. Ar allbwn generadur y ddyfais, byddwn hefyd yn gosod gwanhadydd gyda gwanhad o 15 dB. Bydd hyn yn gwella paru'r cwplwr ag allbwn y generadur ac yn cynyddu'r cywirdeb mesur. Gellir cymryd y gwanhadydd gyda gwanhad o 5..15 dB. Bydd swm y gwanhau yn cael ei ystyried yn awtomatig yn ystod y graddnodi dilynol.
Mae gwanhadwr yn gwanhau'r signal â nifer sefydlog o ddesibelau. Prif nodwedd gwanhadwr yw cyfernod gwanhau'r signal a'r ystod amledd gweithredu. Ar amleddau y tu allan i'r ystod weithredu, gall perfformiad y gwanhau newid yn anrhagweladwy.
Dyma sut olwg sydd ar y gosodiad terfynol. Rhaid i chi hefyd gofio cyflenwi signal amledd canolradd (IF) o'r modiwl OSA-6G i brif fwrdd y ddyfais. I wneud hyn, cysylltwch y porthladd IF OUTPUT ar y prif fwrdd â'r INPUT ar y modiwl OSA-6G.
Er mwyn lleihau lefel yr ymyrraeth o gyflenwad pŵer newid y gliniadur, rwy'n gwneud pob mesuriad pan fydd y gliniadur yn cael ei bweru gan fatri.
Graddnodi
Cyn dechrau mesuriadau, mae angen i chi sicrhau bod holl gydrannau'r ddyfais mewn cyflwr gweithio da ac ansawdd y ceblau; i wneud hyn, rydym yn cysylltu'r generadur a'r derbynnydd yn uniongyrchol â chebl, yn troi'r generadur ymlaen ac yn mesur yr amlder. ymateb. Rydym yn cael graff bron yn wastad ar 0dB. Mae hyn yn golygu, dros yr ystod amledd gyfan, bod holl bŵer pelydrol y generadur wedi cyrraedd y derbynnydd.
Cysylltu'r generadur yn uniongyrchol â'r derbynnydd
Gadewch i ni ychwanegu attenuator i'r gylched. Mae gwanhad signal bron yn gyfartal o 15dB i'w weld ar draws yr ystod gyfan.
Cysylltu'r generadur trwy attenuator 15dB i'r derbynnydd
Gadewch i ni gysylltu'r generadur â chysylltydd OUT y cwplwr, a'r derbynnydd â chysylltydd CPL y cwplwr. Gan nad oes unrhyw lwyth wedi'i gysylltu â'r porthladd IN, rhaid adlewyrchu'r holl signal a gynhyrchir a changhennog rhan ohono i'r derbynnydd. Yn ôl y daflen ddata ar gyfer ein cwplwr (), y paramedr Coupling yw ~ 15db, sy'n golygu y dylem weld llinell lorweddol ar lefel o tua -30 dB (cyplu + gwanhau attenuator). Ond gan fod ystod weithredu'r cwplwr wedi'i gyfyngu i 1 GHz, gellir ystyried pob mesuriad uwchlaw'r amlder hwn yn ddiystyr. Mae hyn i'w weld yn glir yn y graff; ar ôl 1 GHz mae'r darlleniadau yn anhrefnus ac yn ddiystyr. Felly, byddwn yn cynnal yr holl fesuriadau pellach yn ystod gweithredu'r cwplwr.
Cysylltu tap heb lwyth. Mae terfyn ystod gweithredu'r cwplwr yn weladwy.
Gan nad yw data mesur uwchlaw 1 GHz, yn ein hachos ni, yn gwneud synnwyr, byddwn yn cyfyngu amlder uchaf y generadur i werthoedd gweithredu'r cwplwr. Wrth fesur, rydyn ni'n cael llinell syth.
Cyfyngu ystod y generadur i ystod gweithredu'r cwplwr
Er mwyn mesur y SWR o antenâu yn weledol, mae angen i ni berfformio graddnodi i gymryd paramedrau cyfredol y gylched (adlewyrchiad 100%) fel pwynt cyfeirio, hynny yw, sero dB. At y diben hwn, mae gan raglen Mini OSA103 swyddogaeth graddnodi adeiledig. Perfformir graddnodi heb antena cysylltiedig (llwyth), mae data graddnodi yn cael ei ysgrifennu i ffeil ac yn cael ei ystyried yn awtomatig wedyn wrth lunio graffiau.
Swyddogaeth graddnodi ymateb amledd yn rhaglen Mini OSA103
Gan gymhwyso'r canlyniadau graddnodi a rhedeg mesuriadau heb lwyth, cawn graff gwastad ar 0dB.
Graff ar ôl graddnodi
Rydym yn mesur antenâu
Nawr gallwch chi ddechrau mesur yr antenâu. Diolch i raddnodi, byddwn yn gweld ac yn mesur y gostyngiad mewn adlewyrchiad ar ôl cysylltu'r antena.
Antena o Aliexpress ar 433MHz
Antena wedi'i farcio 443MHz. Gellir gweld bod yr antena yn gweithredu'n fwyaf effeithlon yn yr ystod 446MHz, ar yr amlder hwn mae'r SWR yn 1.16. Ar yr un pryd, ar yr amlder datganedig mae'r perfformiad yn sylweddol waeth, ar 433MHz mae'r SWR yn 4,2.
Antena anhysbys 1
Antena heb farciau. A barnu yn ôl y graff, mae wedi'i gynllunio ar gyfer 800 MHz, ar gyfer y band GSM yn ôl pob tebyg. A bod yn deg, mae'r antena hwn hefyd yn gweithredu ar 1800 MHz, ond oherwydd cyfyngiadau'r cwplwr, ni allaf wneud mesuriadau dilys ar yr amleddau hyn.
Antena anhysbys 2
Antena arall sydd wedi bod yn gorwedd o gwmpas yn fy mocsys ers amser maith. Yn ôl pob tebyg, hefyd ar gyfer yr ystod GSM, ond yn well na'r un blaenorol. Ar amlder o 764 MHz, mae'r SWR yn agos at undod, ar 900 MHz mae'r SWR yn 1.4.
Antena anhysbys 3
Mae'n edrych fel antena Wi-Fi, ond am ryw reswm mae'r cysylltydd yn SMA-Male, ac nid RP-SMA, fel pob antena Wi-Fi. A barnu yn ôl mesuriadau, ar amleddau hyd at 1 MHz mae'r antena hon yn ddiwerth. Unwaith eto, oherwydd cyfyngiadau'r cwplwr, ni fyddwn yn gwybod pa fath o antena ydyw.
Antena telesgopig
Gadewch i ni geisio cyfrifo pa mor bell y mae angen ymestyn yr antena telesgopig ar gyfer yr ystod 433MHz. Y fformiwla ar gyfer cyfrifo'r donfedd yw: λ = C/f, lle C yw buanedd golau, f yw'r amledd.
299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279
Tonfedd lawn - 69,24 cm
Hanner tonfedd - 34,62 cm
Chwarter tonfedd - 17,31 cm
Roedd yr antena a gyfrifwyd yn y modd hwn yn gwbl ddiwerth. Ar amledd o 433MHz y gwerth SWR yw 11.
Trwy ymestyn yr antena yn arbrofol, llwyddais i gyflawni isafswm SWR o 2.8 gyda hyd antena o tua 50 cm Mae'n troi allan bod trwch yr adrannau yn bwysig iawn. Hynny yw, wrth ymestyn y rhannau allanol tenau yn unig, roedd y canlyniad yn well nag wrth ymestyn dim ond yr adrannau trwchus i'r un hyd. Nid wyf yn gwybod faint y dylech ddibynnu ar y cyfrifiadau hyn gyda hyd antena telesgopig yn y dyfodol, oherwydd yn ymarferol nid ydynt yn gweithio. Efallai ei fod yn gweithio'n wahanol gydag antenâu neu amleddau eraill, wn i ddim.
Darn o wifren ar 433MHz
Yn aml mewn dyfeisiau amrywiol, megis switshis radio, gallwch weld darn o wifren syth fel antena. Torrais ddarn o wifren yn hafal i chwarter tonfedd o 433 MHz (17,3 cm) a thunio'r diwedd fel ei fod yn ffitio'n glyd i mewn i'r cysylltydd Benywaidd SMA.
Roedd y canlyniad yn rhyfedd: mae gwifren o'r fath yn gweithio'n dda ar 360 MHz ond mae'n ddiwerth ar 433 MHz.
Dechreuais dorri'r wifren oddi ar y diwedd fesul darn ac edrych ar y darlleniadau. Dechreuodd y gostyngiad yn y graff symud yn araf i'r dde, tuag at 433 MHz. O ganlyniad, dros hyd gwifren o tua 15,5 cm, llwyddais i gael y gwerth SWR lleiaf o 1.8 ar amlder o 438 MHz. Arweiniodd byrhau'r cebl ymhellach at gynnydd yn y SWR.
Casgliad
Oherwydd cyfyngiadau'r cwplwr, nid oedd yn bosibl mesur antenâu mewn bandiau uwch na 1 GHz, megis antenâu Wi-Fi. Gellid bod wedi gwneud hyn pe bai gen i gyplydd lled band uwch.
Mae cwplwr, ceblau cysylltu, dyfais, a hyd yn oed gliniadur i gyd yn rhan o'r system antena sy'n deillio o hynny. Mae eu geometreg, eu safle yn y gofod a gwrthrychau o'u cwmpas yn dylanwadu ar ganlyniad y mesuriad. Ar ôl gosod ar orsaf radio go iawn neu fodem, efallai y bydd yr amledd yn symud, oherwydd bydd corff yr orsaf radio, y modem, a chorff y gweithredwr yn dod yn rhan o'r antena.
Mae OSA103 Mini yn ddyfais amlswyddogaethol cŵl iawn. Mynegaf fy niolch i'w ddatblygwr am ymgynghori yn ystod y mesuriadau.
Ffynhonnell: hab.com