— Apa jangkoan antena iki?
- Aku ora ngerti, priksa.
- APA?!?!
Kepiye sampeyan bisa nemtokake antena apa sing ana ing tangan sampeyan yen ora ana tandha? Kepiye carane ngerti antena sing luwih apik utawa luwih elek? Masalah iki wis saya suwe saya suwe.
Artikel njlèntrèhaké ing basa prasaja technique kanggo ngukur karakteristik antena lan cara kanggo nemtokake sawetara frekuensi saka antena.
Kanggo insinyur radio sing berpengalaman, informasi iki bisa uga katon sepele, lan teknik pangukuran bisa uga ora akurat. Artikel kasebut ditujokake kanggo wong sing ora ngerti apa-apa babagan elektronik radio, kaya aku.
TL; DR Kita bakal ngukur SWR saka antena ing macem-macem frekuensi nggunakake OSA 103 piranti Mini lan coupler arah, ngrancang katergantungan SWR ing frekuensi.
Teori
Nalika pemancar ngirim sinyal menyang antena, sawetara energi dipancarake menyang udhara, lan sawetara dibayangke lan bali maneh. Hubungan antarane energi sing dipancarake lan sing dibayangke ditondoi kanthi rasio gelombang ngadeg (SWR utawa SWR). Sing luwih murah SWR, luwih akeh energi pemancar sing dipancarake minangka gelombang radio. Ing SWR = 1 ora ana refleksi (kabeh energi dipancarake). SWR saka antena nyata mesthi luwih saka 1.
Yen sampeyan ngirim sinyal saka frekuensi beda kanggo antena lan bebarengan ngukur SWR, sampeyan bisa nemokake ing frekuensi apa bayangan bakal minimal. Iki bakal dadi sawetara operasi antena. Sampeyan uga bisa mbandhingake antena sing beda kanggo band sing padha lan golek sing luwih apik.
Bagéyan saka sinyal pemancar dibayangke saka antena
Antena sing dirancang kanggo frekuensi tartamtu, miturut teori, kudu duwe SWR paling murah ing frekuensi operasi. Iki tegese iku cukup kanggo radiate menyang antena ing macem-macem frekuensi lan nemokake ing frekuensi saka bayangan paling cilik, yaiku, jumlah maksimum energi sing oncat ing wangun gelombang radio.
Kanthi bisa ngasilake sinyal ing frekuensi sing beda-beda lan ngukur refleksi, kita bisa nggawe grafik kanthi frekuensi ing sumbu X lan reflektivitas sinyal ing sumbu Y. Akibaté, ing ngendi ana dip ing graph (yaiku, bayangan paling sinyal), bakal ana sawetara operasi antena.
Grafik bayangan bayangan versus frekuensi. Swara kabeh jangkoan, bayangan 100%, kajaba frekuensi operasi antena.
Piranti Osa103 Mini
Kanggo pangukuran kita bakal nggunakake . Iki minangka piranti ukur universal sing nggabungake osiloskop, generator sinyal, penganalisa spektrum, respon frekuensi amplitudo / meter tanggapan fase, penganalisa antena vektor, meter LC, lan uga transceiver SDR. Jangkoan operasi OSA103 Mini diwatesi nganti 100 MHz, modul OSA-6G ngembangake rentang frekuensi ing mode IAFC nganti 6 GHz. Program asli kanthi kabeh fungsi bobote 3 MB, mlaku ing Windows lan liwat anggur ing Linux.
Osa103 Mini - piranti ukur universal kanggo radio amatir lan insinyur
Panyambung arah
A coupler arah minangka piranti sing ngalihake bagean cilik saka sinyal RF lelungan menyang arah tartamtu. Ing kasus kita, kudu ngetung bagean saka sinyal sing dibayangke (saka antena bali menyang generator) kanggo ngukur.
Panjelasan visual babagan operasi penghubung arah:
Karakteristik utama saka directional coupler:
- Frekuensi operasi - sawetara frekuensi ing ngendi indikator utama ora ngluwihi wates normal. coupler Kula dirancang kanggo frekuensi saka 1 kanggo 1000 MHz
- Cabang (Kopling) - bagean sinyal apa (ing desibel) sing bakal dijupuk nalika gelombang diarahake saka IN menyang OUT
- Directivity - pinten sinyal kurang bakal dibusak nalika sinyal gerakane ing arah ngelawan saka OUT kanggo IN
Sepisanan iki katon cukup mbingungake. Kanggo gamblang, ayo bayangake coupler minangka pipa banyu, kanthi keran cilik ing njero. Saluran digawe kanthi cara sing nalika banyu pindhah menyang arah maju (saka IN menyang OUT), bagean penting saka banyu dicopot. Jumlah banyu sing dibuwang ing arah iki ditemtokake dening parameter Coupling ing lembar data coupler.
Nalika banyu obah ing arah ngelawan, Ngartekno kurang banyu dibusak. Sampeyan kudu dijupuk minangka efek sisih. Jumlah banyu sing dibuwang sajrone gerakan iki ditemtokake dening parameter Directivity ing lembar data. Sing luwih cilik parameter iki (sing luwih gedhe nilai dB), luwih apik kanggo tugas kita.
Diagram sirkuit
Amarga kita pengin ngukur tingkat sinyal sing dibayangke saka antena, kita nyambungake menyang IN saka coupler, lan generator kanggo OUT. Mangkono, bagean saka sinyal sing dibayangke saka antena bakal tekan panrima kanggo pangukuran.
Diagram sambungan kanggo tunyuk. Sinyal sing dibayangke dikirim menyang panrima
Setelan pangukuran
Ayo ngumpulake persiyapan kanggo ngukur SWR sesuai karo diagram sirkuit. Ing output generator piranti, kita uga bakal nginstal attenuator kanthi atenuasi 15 dB. Iki bakal nambah cocog saka coupler karo output generator lan nambah akurasi pangukuran. Atenuator bisa dijupuk kanthi redaman 5..15 dB. Jumlah atenuasi bakal dianggep kanthi otomatis sajrone kalibrasi sabanjure.
Atenuator nyuda sinyal kanthi jumlah desibel sing tetep. Karakteristik utama attenuator yaiku koefisien atenuasi sinyal lan rentang frekuensi operasi. Ing frekuensi ing njaba jangkoan operasi, kinerja attenuator bisa uga ora bisa diprediksi.
Iki minangka instalasi pungkasan. Sampeyan uga kudu ngelingi nyuplai sinyal frekuensi penengah (IF) saka modul OSA-6G menyang papan utama piranti. Kanggo nindakake iki, sambungake port IF OUTPUT ing papan utama menyang INPUT ing modul OSA-6G.
Kanggo nyuda tingkat gangguan saka sumber daya switching laptop, aku nindakake kabeh pangukuran nalika laptop didhukung dening baterei.
Kalibrasi
Sadurunge miwiti pangukuran, sampeyan kudu mesthekake yen kabeh komponen piranti bisa digunakake kanthi apik lan kualitas kabel; kanggo nindakake iki, kita nyambungake generator lan panrima langsung nganggo kabel, nguripake generator lan ngukur frekuensi. wangsulan. Kita entuk grafik sing meh rata ing 0dB. Iki tegese liwat kabeh rentang frekuensi, kabeh daya radiated generator tekan panrima.
Nyambungake generator langsung menyang panrima
Ayo nambah attenuator menyang sirkuit. Atenuasi sinyal meh 15dB katon ing kabeh jangkoan.
Nyambungake generator liwat attenuator 15dB menyang panrima
Ayo nyambungake generator menyang konektor OUT saka coupler, lan panrima kanggo konektor CPL saka coupler. Amarga ora ana beban sing disambungake menyang port IN, kabeh sinyal sing diasilake kudu dibayangke, lan bagean kasebut kudu dicabang menyang panrima. Miturut lembar data kanggo coupler kita (), Parameter Coupling yaiku ~ 15db, tegese kita kudu ndeleng garis horisontal ing tingkat kira-kira -30 dB (coupling + attenuator atenuasi). Nanging wiwit sawetara operasi saka coupler diwatesi kanggo 1 GHz, kabeh pangukuran ing ndhuwur frekuensi iki bisa dianggep ora ana guna. Iki katon kanthi jelas ing grafik; sawise 1 GHz, wacan dadi semrawut lan ora ana gunane. Mulane, kita bakal nindakake kabeh pangukuran luwih ing sawetara operasi saka coupler.
Nyambungake tunyuk tanpa beban. Watesan sawetara operasi coupler katon.
Amarga data pangukuran ing ndhuwur 1 GHz, ing kasus kita, ora ana gunane, kita bakal mbatesi frekuensi maksimum generator menyang nilai operasi coupler. Nalika ngukur, kita entuk garis lurus.
Watesan sawetara generator kanggo sawetara operasi saka coupler
Kanggo visual ngukur SWR antena, kita kudu nindakake kalibrasi kanggo njupuk paramèter saiki sirkuit (100% bayangan) minangka titik referensi, sing, nul dB. Kanggo tujuan iki, program OSA103 Mini nduweni fungsi kalibrasi sing dibangun. Kalibrasi dileksanakake tanpa antena sing disambungake (muat), data kalibrasi ditulis menyang file lan banjur dianggep kanthi otomatis nalika nggawe grafik.
Fungsi kalibrasi respon frekuensi ing program Mini OSA103
Nglamar asil kalibrasi lan pangukuran mlaku tanpa beban, kita entuk grafik rata ing 0dB.
Grafik sawise kalibrasi
Kita ngukur antena
Saiki sampeyan bisa miwiti ngukur antena. Thanks kanggo kalibrasi, kita bakal weruh lan ngukur pangurangan refleksi sawise nyambungake antena.
Antena saka Aliexpress ing 433MHz
Antena ditandhani 443MHz. Sampeyan bisa ndeleng sing antena makaryakke paling irit ing sawetara 446MHz, ing frekuensi iki SWR 1.16. Ing wektu sing padha, ing frekuensi ngumumaké kinerja Ngartekno Samsaya Awon, ing 433MHz SWR punika 4,2.
Antena sing ora dingerteni 1
Antena tanpa tandha. Miturut grafik kasebut, dirancang kanggo 800 MHz, bisa uga kanggo pita GSM. Kanggo adil, antena iki uga makaryakke ing 1800 MHz, nanging amarga watesan saka coupler, Aku ora bisa nggawe pangukuran bener ing frekuensi iki.
Antena sing ora dingerteni 2
Antena liyane sing wis suwe ana ing kothakku. Ketoke, uga kanggo sawetara GSM, nanging luwih apik tinimbang sadurunge. Ing frekuensi 764 MHz, SWR cedhak karo kesatuan, ing 900 MHz SWR 1.4.
Antena sing ora dingerteni 3
Iku katon kaya antena Wi-Fi, nanging sakperangan alesan konektor SMA-Male, lan ora RP-SMA, kaya kabeh antena Wi-Fi. Miturut pangukuran, ing frekuensi nganti 1 MHz antena iki ora ana guna. Maneh, amarga watesan saka coupler, kita ora bakal ngerti apa jenis antena.
Antena teleskopik
Coba etung sepira jarak antena teleskopik kudu ditambahake kanggo kisaran 433MHz. Rumus kanggo ngitung dawane gelombang yaiku: λ = C/f, ing ngendi C yaiku kacepetan cahya, f yaiku frekuensi.
299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279
Dawane gelombang lengkap - 69,24 cm
Setengah dawane gelombang - 34,62 cm
Dawane gelombang seprapat - 17,31 cm
Antena sing diitung kanthi cara iki pancen ora ana gunane. Ing frekuensi 433MHz, nilai SWR yaiku 11.
Miturut eksperimen ndawakake antena, Aku ngatur kanggo entuk SWR minimal 2.8 karo dawa antena bab 50 cm. Pranyata metu sing kekandelan saka bagean wigati banget. Yaiku, nalika ndawakake mung bagean njaba sing tipis, asile luwih apik tinimbang nalika mung nggedhekake bagean sing kandel kanthi dawa sing padha. Aku ora ngerti carane akeh sampeyan kudu gumantung ing petungan iki karo dawa antena teleskop ing mangsa, amarga ing laku padha ora bisa. Mungkin kerjane beda karo antena utawa frekuensi liyane, aku ora ngerti.
A Piece saka kabel ing 433MHz
Asring ing macem-macem piranti, kayata saklar radio, sampeyan bisa ndeleng potongan kabel lurus minangka antena. Aku Cut Piece saka kabel witjaksono kanggo seprapat dawa gelombang 433 MHz (17,3 cm) lan tinned mburi supaya pas snugly menyang konektor SMA Female.
Asil kasebut aneh: kabel kasebut bisa digunakake kanthi apik ing 360 MHz nanging ora ana guna ing 433 MHz.
Aku miwiti nglereni kabel saka potongan pungkasan lan ndeleng wacan kasebut. Dip ing grafik wiwit alon-alon pindhah menyang tengen, menyang 433 MHz. Akibaté, liwat dawa kabel udakara 15,5 cm, aku bisa entuk nilai SWR paling cilik 1.8 kanthi frekuensi 438 MHz. Shortening luwih saka kabel mimpin kanggo Tambah ing SWR.
kesimpulan
Amarga watesan saka coupler, ora bisa ngukur antena ing pita ing ndhuwur 1 GHz, kayata antena Wi-Fi. Iki bisa rampung yen aku duwe coupler bandwidth sing luwih dhuwur.
Coupler, kabel sing nyambungake, piranti, lan malah laptop minangka bagean saka sistem antena sing diasilake. Geometri, posisi ing papan lan obyek ing saubengé mengaruhi asil pangukuran. Sawise instalasi ing stasiun radio nyata utawa modem, frekuensi bisa shift, amarga awak stasiun radio, modem, lan awak operator bakal dadi bagéan saka antena.
OSA103 Mini minangka piranti multifungsi sing apik banget. Aku matur nuwun marang pangembang kanggo konsultasi sajrone pangukuran.
Source: www.habr.com