- Foar hokker berik is dizze antenne?
- Ik wit it net, kontrolearje.
- WAT?!?!
Hoe kinne jo bepale hokker soarte fan antenne jo yn jo hannen hawwe as d'r gjin markearring op is? Hoe kinne jo begripe hokker antenne better of minder is? Dit probleem hat my in lange tiid pleage.
It artikel beskriuwt yn ienfâldige taal de technyk foar it mjitten fan antennekenmerken en de metoade foar it bepalen fan it frekwinsjeberik fan 'e antenne.
Foar betûfte radio-yngenieurs kin dizze ynformaasje triviaal lykje, en de mjittechnyk kin net genôch genôch wêze. It artikel is bedoeld foar dyjingen dy't hielendal neat begripe fan radioelektronika, lykas ik.
TL; DR Wy sille de SWR fan antennes mjitte op ferskate frekwinsjes mei it OSA 103 Mini-apparaat en in rjochtingskoppel, en plotje de ôfhinklikens fan SWR op frekwinsje.
Teory
As in stjoerder in sinjaal nei in antenne stjoert, wurdt guon fan 'e enerzjy yn' e loft útstjoerd, en guon wurdt reflektearre en weromjûn. De relaasje tusken útstriele en reflektearre enerzjy wurdt karakterisearre troch de steande golfferhâlding (SWR of SWR). Hoe leger de SWR, hoe mear enerzjy fan 'e stjoerder wurdt útstjoerd as radiowellen. By SWR = 1 is der gjin refleksje (alle enerzjy wurdt útstriele). De SWR fan in echte antenne is altyd grutter dan 1.
As jo in sinjaal fan ferskate frekwinsjes nei de antenne stjoere en tagelyk de SWR mjitte, kinne jo fine op hokker frekwinsje de refleksje minimaal sil wêze. Dit sil it wurkberik fan 'e antenne wêze. Jo kinne ek ferlykje ferskate antennes foar deselde band en fine hokker is better.
In diel fan it stjoerdersinjaal wurdt wjerspegele fan 'e antenne
In antenne ûntworpen foar in bepaalde frekwinsje, yn teory, soe de leechste SWR moatte hawwe op har bestjoeringsfrekwinsjes. Dit betsjut dat it genôch is om te strieljen yn 'e antenne op ferskate frekwinsjes en te finen op hokker frekwinsje de refleksje de lytste is, dat is de maksimale hoemannichte enerzjy dy't ûntkomt yn' e foarm fan radiowellen.
Troch in sinjaal op ferskate frekwinsjes te generearjen en de refleksje te mjitten, kinne wy in grafyk meitsje mei de frekwinsje op 'e X-as en de reflektiviteit fan it sinjaal op 'e Y-as. As gefolch, wêr't d'r in dip is yn 'e grafyk (dat is de minste refleksje fan it sinjaal), sil d'r in operaasjeberik fan' e antenne wêze.
Imaginêre grafyk fan refleksje tsjin frekwinsje. Oer it heule berik is de refleksje 100%, útsein de operaasjefrekwinsje fan 'e antenne.
Apparaat Osa103 Mini
Foar mjittingen sille wy brûke . Dit is in universele mjitapparaat dat in oscilloskoop, in sinjaalgenerator, in spektrumanalysator, in amplitude-frekwinsje-antwurd / faze-antwurdmeter, in fektorantenne-analysator, in LC-meter, en sels in SDR-transceiver kombineart. It bestjoeringsbereik fan 'e OSA103 Mini is beheind ta 100 MHz, de OSA-6G-module wreidet it frekwinsjeberik yn IAFC-modus út nei 6 GHz. It native programma mei alle funksjes waacht 3 MB, rint op Windows en fia wyn op Linux.
Osa103 Mini - in universele mjitapparaat foar radioamateurs en yngenieurs
Directional koppel
In rjochtingskoppelaar is in apparaat dat in lyts diel fan in RF-sinjaal omliedt dat yn in spesifike rjochting reizget. Yn ús gefal moat it in diel fan it reflektearre sinjaal ôfbrekke (fan 'e antenne werom nei de generator) om it te mjitten.
In fisuele útlis fan 'e wurking fan in rjochtingskoppel:
De wichtichste skaaimerken fan 'e rjochtingskoppel:
- Operating frekwinsjes - it berik fan frekwinsjes wêrby't de wichtichste yndikatoaren normale grinzen net oerskriuwe. Myn koppeling is ûntwurpen foar frekwinsjes fan 1 oant 1000 MHz
- Branch (Koppeling) - hokker diel fan it sinjaal (yn desibel) sil fuorthelle wurde as de welle wurdt rjochte fan IN nei OUT
- Direktiviteit - hoefolle minder sinjaal sil fuortsmiten wurde as it sinjaal beweecht yn 'e tsjinoerstelde rjochting fan OUT nei IN
Op it earste each liket dit nochal betiizjend. Lit ús foar dúdlikens de koppeling foarstelle as in wetterpipe, mei in lytse útgong yn. De ôfwettering is sa makke dat as wetter yn 'e foarút rjochting beweecht (fan IN nei OUT), in wichtich part fan it wetter fuorthelle wurdt. De hoemannichte wetter dat yn dizze rjochting wurdt ôffierd wurdt bepaald troch de parameter Koppeling yn it datablêd fan 'e koppeling.
As wetter yn 'e tsjinoerstelde rjochting beweecht, wurdt signifikant minder wetter fuorthelle. It moat wurde nommen as in side-effekt. De hoemannichte wetter dy't by dizze beweging wurdt ôffierd wurdt bepaald troch de parameter Directivity yn it datablêd. Hoe lytser dizze parameter is (hoe grutter de dB-wearde), hoe better foar ús taak.
Circuit diagram
Sûnt wy wolle mjitte it sinjaal nivo wjerspegele út de antenne, wy ferbine it mei de IN fan 'e koppeling, en de generator oan OUT. Sa sil in diel fan it sinjaal wjerspegele fan 'e antenne de ûntfanger berikke foar mjitting.
Ferbining diagram foar de kraan. It reflektearre sinjaal wurdt stjoerd nei de ûntfanger
Opstelling mjitten
Litte wy in opset meitsje foar it mjitten fan SWR yn oerienstimming mei it circuitdiagram. Oan 'e útfier fan' e apparaatgenerator sille wy ek in attenuator ynstalleare mei in attenuaasje fan 15 dB. Dit sil de oerienkomst fan 'e koppeling mei de generatorútfier ferbetterje en de mjittingseakens ferheegje. De attenuator kin wurde nommen mei in attenuation fan 5..15 dB. De hoemannichte attenuation sil automatysk yn rekken brocht wurde by de folgjende kalibraasje.
In attenuator attenuates it sinjaal mei in fêst oantal desibels. De wichtichste skaaimerk fan in attenuator is de attenuation koëffisjint fan it sinjaal en it bestjoeringssysteem frekwinsje berik. By frekwinsjes bûten it wurkberik kin de prestaasjes fan 'e attenuator ûnfoarspelber feroarje.
Dit is hoe't de definitive ynstallaasje derút sjocht. Jo moatte ek ûnthâlde om in tuskenfrekwinsje (IF) sinjaal te leverjen fan 'e OSA-6G-module nei it haadbestjoer fan it apparaat. Om dit te dwaan, ferbine de IF OUTPUT-poarte op it haadboerd mei de INPUT op 'e OSA-6G-module.
Om it nivo fan ynterferinsje te ferminderjen fan 'e wikseljende stroomfoarsjenning fan' e laptop, fiere ik alle mjittingen út as de laptop wurdt oandreaun troch batterij.
Kalibraasje
Foardat jo mjittingen begjinne, moatte jo derfoar soargje dat alle komponinten fan it apparaat yn goede wurkstân binne en de kwaliteit fan 'e kabels; om dit te dwaan, ferbine wy de generator en de ûntfanger direkt mei in kabel, skeakelje de generator oan en mjitten de frekwinsje antwurd. Wy krije in hast platte grafyk by 0dB. Dit betsjut dat oer it heule frekwinsjeberik alle útstriele krêft fan 'e generator de ûntfanger berikt.
Ferbine de generator direkt oan 'e ûntfanger
Litte wy in attenuator tafoegje oan it circuit. In hast gelyk sinjaaldemping fan 15dB is sichtber yn it heule berik.
Ferbine de generator troch in 15dB attenuator oan de ûntfanger
Litte wy de generator ferbine mei de OUT-ferbining fan 'e koppeling, en de ûntfanger mei de CPL-ferbining fan' e koppeling. Om't d'r gjin lading is ferbûn mei de IN-poarte, moat it hiele generearre sinjaal wurde wjerspegele en in diel dêrfan fertakke nei de ûntfanger. Neffens it datablêd foar ús koppel (), de Koppelingsparameter is ~15db, wat betsjut dat wy in horizontale line moatte sjen op in nivo fan sawat -30 dB (keppeling + attenuatordemping). Mar om't it wurkberik fan 'e koppeling is beheind ta 1 GHz, kinne alle mjittingen boppe dizze frekwinsje as sinleas beskôge wurde. Dit is dúdlik sichtber yn 'e grafyk; nei 1 GHz binne de lêzingen chaotysk en sinleas. Dêrom sille wy alle fierdere mjittingen útfiere yn it wurkgebiet fan 'e koppeling.
Ferbine in kraan sûnder lading. De limyt fan it wurkbereik fan 'e koppeling is sichtber.
Sûnt mjittingsgegevens boppe 1 GHz, yn ús gefal, gjin sin binne, sille wy de maksimale frekwinsje fan 'e generator beheine ta de wurkwearden fan' e koppeling. By it mjitten krije wy in rjochte line.
It generatorberik beheine ta it wurkbereik fan 'e koppeling
Om de SWR fan antennes visueel te mjitten, moatte wy in kalibraasje útfiere om de hjoeddeistige parameters fan it circuit (100% refleksje) as referinsjepunt te nimmen, dat is nul dB. Foar dit doel hat it OSA103 Mini-programma in ynboude kalibraasjefunksje. Kalibraasje wurdt útfierd sûnder in ferbûn antenne (load), kalibraasje gegevens wurdt skreaun nei in triem en wurdt dêrnei automatysk rekken holden by it bouwen fan grafiken.
Kalibraasjefunksje foar frekwinsjerespons yn it OSA103 Mini-programma
It tapassen fan de kalibraasjeresultaten en it útfieren fan mjittingen sûnder lading, krije wy in platte grafyk by 0dB.
Grafyk nei kalibraasje
Wy mjitte antennes
No kinne jo begjinne mei it mjitten fan de antennes. Mei tank oan kalibraasje sille wy de reduksje yn refleksje sjen en mjitte nei it ferbinen fan de antenne.
Antenne fan Aliexpress op 433MHz
Antenne markearre 443MHz. It kin sjoen wurde dat de antenne it effisjinter wurket yn it 446MHz-berik, op dizze frekwinsje is de SWR 1.16. Tagelyk, op 'e ferklearre frekwinsje is de prestaasjes signifikant minder, by 433MHz is de SWR 4,2.
Unbekende antenne 1
Antenne sûnder markearring. Neffens de grafyk is it ûntwurpen foar 800 MHz, nei alle gedachten foar de GSM-band. Om earlik te wêzen, wurket dizze antenne ek op 1800 MHz, mar troch de beheiningen fan 'e koppeling kin ik gjin jildige mjittingen meitsje op dizze frekwinsjes.
Unbekende antenne 2
In oare antenne dy't al lang yn myn doazen leit. Blykber ek foar it GSM-berik, mar better as de foarige. By in frekwinsje fan 764 MHz is de SWR ticht by ienheid, by 900 MHz is de SWR 1.4.
Unbekende antenne 3
It liket op in Wi-Fi-antenne, mar foar guon reden is de ferbining SMA-Male, en net RP-SMA, lykas alle Wi-Fi-antennes. Beoardielje op mjittingen, by frekwinsjes oant 1 MHz is dizze antenne nutteloos. Nochris, fanwegen de beheiningen fan 'e koppeling, sille wy net witte hokker soarte antenne it is.
Teleskopyske antenne
Litte wy besykje te berekkenjen hoe fier de teleskopyske antenne moat wurde útwreide foar it 433MHz-berik. De formule foar it berekkenjen fan de golflingte is: λ = C/f, wêrby't C de snelheid fan ljocht is, f de frekwinsje.
299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279
Folsleine golflingte - 69,24 sm
Halve golflingte - 34,62 sm
Kwart golflingte - 17,31 sm
De op dizze manier ûntwurpen antenne die bliken absolút nutteloos te wêzen. By in frekwinsje fan 433MHz is de SWR-wearde 11.
Troch it eksperiminteel útwreidzjen fan de antenne is it my slagge om by in antennelingte fan sa'n 2.8 sm in minimum SWR fan 50 te berikken.It die bliken dat de dikte fan de seksjes fan grut belang is. Dat is, by it útwreidzjen fan allinnich de tinne bûtenste dielen, it resultaat wie better as by it útwreidzjen fan allinnich de dikke seksjes op deselde lingte. Ik wit net hoefolle jo moatte fertrouwe op dizze berekkeningen mei de lingte fan in teleskopyske antenne yn 'e takomst, want yn' e praktyk wurkje se net. Miskien wurket it oars mei oare antennes of frekwinsjes, ik wit it net.
In stik tried op 433MHz
Faak yn ferskate apparaten, lykas radio switches, kinne jo sjen in stik rjochte tried as in antenne. Ik snijde in stik tried gelyk oan in kwart golflingte fan 433 MHz (17,3 sm) en tinne it ein sadat it past snugly yn de SMA Female Connector.
It resultaat wie nuver: sa'n tried wurket goed op 360 MHz, mar is nutteloos op 433 MHz.
Ik begûn stik foar stik de tried fan it ein ôf te snijen en nei de lêzings te sjen. De dip yn 'e grafyk begon stadich nei rjochts te bewegen, nei 433 MHz. As gefolch, oer in draadlingte fan sa'n 15,5 sm, koe ik de lytste SWR-wearde fan 1.8 krije op in frekwinsje fan 438 MHz. Fierdere ferkoarting fan de kabel late ta in tanimming fan de SWR.
konklúzje
Troch beheiningen fan 'e koppeling wie it net mooglik om antennes te mjitten yn banden boppe 1 GHz, lykas Wi-Fi-antennes. Dit koe wurde dien as ik hie in hegere bânbreedte coupler.
In koppeling, ferbiningskabels, in apparaat, en sels in laptop binne allegear ûnderdielen fan it resulterende antennesysteem. Har mjitkunde, posysje yn romte en omlizzende objekten beynfloedzje it mjitresultaat. Nei ynstallaasje op in echte radiostasjon of modem kin de frekwinsje ferskowe, om't it lichem fan it radiostasjon, it modem en it lichem fan 'e operator sille diel wurde fan 'e antenne.
OSA103 Mini is in heul cool multyfunksjoneel apparaat. Ik uterje myn tankberens oan syn ûntwikkelder foar oerlis by mjittingen.
Boarne: www.habr.com