- Antena hii ni ya aina gani?
- Sijui, angalia.
- NINI?!?!
Unawezaje kuamua ni aina gani ya antenna unayo mikononi mwako ikiwa hakuna alama juu yake? Jinsi ya kuelewa ni antenna gani ni bora au mbaya zaidi? Tatizo hili limenitesa kwa muda mrefu.
Kifungu kinaelezea kwa lugha rahisi mbinu ya kupima sifa za antena na njia ya kuamua masafa ya masafa ya antena.
Kwa wahandisi wa redio wenye uzoefu, maelezo haya yanaweza kuonekana kuwa madogo, na mbinu ya kupima inaweza isiwe sahihi vya kutosha. Nakala hiyo imekusudiwa wale ambao hawaelewi chochote kuhusu vifaa vya elektroniki vya redio, kama mimi.
TL; DR Tutapima SWR ya antena katika masafa mbalimbali kwa kutumia kifaa cha OSA 103 Mini na kiunganishi cha mwelekeo, tukipanga utegemezi wa SWR kwa masafa.
Nadharia
Msambazaji anapotuma ishara kwa antena, baadhi ya nishati hutolewa angani, na nyingine huakisiwa na kurudishwa nyuma. Uhusiano kati ya nishati iliyoangaziwa na inayoakisiwa ina sifa ya uwiano wa wimbi lililosimama (SWR au SWR). Kadiri SWR inavyopungua, ndivyo nishati ya kisambaza data inavyotolewa kama mawimbi ya redio. Katika SWR = 1 hakuna kutafakari (nishati zote hupigwa). SWR ya antena halisi daima ni kubwa kuliko 1.
Ukituma ishara ya masafa tofauti kwa antenna na kupima SWR wakati huo huo, unaweza kupata kwa mzunguko gani kutafakari itakuwa ndogo. Hii itakuwa safu ya uendeshaji ya antenna. Unaweza pia kulinganisha antena tofauti za bendi moja na kupata ni ipi bora zaidi.
Sehemu ya ishara ya transmita inaonekana kutoka kwa antenna
Antena iliyoundwa kwa masafa fulani, kwa nadharia, inapaswa kuwa na SWR ya chini kabisa katika masafa yake ya kufanya kazi. Hii ina maana kwamba inatosha kuangaza ndani ya antenna kwa masafa tofauti na kupata mzunguko ambao kutafakari ni ndogo zaidi, yaani, kiwango cha juu cha nishati ambacho hutoka kwa namna ya mawimbi ya redio.
Kwa kuweza kutoa mawimbi katika masafa tofauti na kupima uakisi, tunaweza kuunda grafu yenye masafa kwenye mhimili wa X na uakisi wa mawimbi kwenye mhimili wa Y. Matokeo yake, ambapo kuna kuzama kwenye grafu (yaani, kutafakari kidogo kwa ishara), kutakuwa na aina mbalimbali za uendeshaji wa antenna.
Grafu ya kufikirika ya kuakisi dhidi ya masafa. Zaidi ya safu nzima, kutafakari ni 100%, isipokuwa kwa mzunguko wa uendeshaji wa antenna.
Kifaa Osa103 Mini
Kwa vipimo tutatumia . Hii ni kifaa cha kupimia cha ulimwengu wote ambacho kinachanganya oscilloscope, jenereta ya ishara, analyzer ya wigo, mita ya majibu ya amplitude-frequency / awamu ya majibu, analyzer ya antenna ya vector, mita ya LC, na hata transceiver ya SDR. Upeo wa uendeshaji wa OSA103 Mini ni mdogo kwa 100 MHz, moduli ya OSA-6G inapanua mzunguko wa mzunguko katika hali ya IAFC hadi 6 GHz. Programu ya asili iliyo na vitendaji vyote ina uzito wa MB 3, inaendesha kwenye Windows na kupitia divai kwenye Linux.
Osa103 Mini - kifaa cha kupimia kote kwa wahandisi wa redio na wahandisi
Mwelekeo wa coupler
Uelekeo wa coupler ni kifaa kinachoelekeza sehemu ndogo ya mawimbi ya RF inayosafiri kuelekea upande maalum. Kwa upande wetu, lazima iondoe sehemu ya ishara iliyoonyeshwa (kutoka kwa antenna kurudi kwa jenereta) ili kuipima.
Maelezo ya kuona ya uendeshaji wa coupler ya mwelekeo:
Tabia kuu za wanandoa wa mwelekeo:
- Masafa ya uendeshaji - anuwai ya masafa ambayo viashiria kuu havizidi mipaka ya kawaida. coupler yangu imeundwa kwa ajili ya masafa kutoka 1 hadi 1000 MHz
- Tawi (Kuunganisha) - ni sehemu gani ya ishara (katika decibels) itachukuliwa wakati wimbi linaelekezwa kutoka IN hadi OUT
- Mwelekeo β ni kiasi kidogo sana cha mawimbi yataondolewa wakati mawimbi yanaposogea upande mwingine kutoka OUT hadi IN
Kwa mtazamo wa kwanza hii inaonekana kuchanganyikiwa kabisa. Kwa uwazi, hebu tufikirie kiunga kama bomba la maji, na bomba ndogo ndani. Mifereji ya maji inafanywa kwa namna ambayo maji yanaposonga mbele (kutoka IN hadi OUT), sehemu kubwa ya maji huondolewa. Kiasi cha maji ambayo hutolewa kwa mwelekeo huu imedhamiriwa na parameta ya Kuunganisha kwenye hifadhidata ya wanandoa.
Wakati maji yanapoelekea upande mwingine, maji kidogo huondolewa. Inapaswa kuchukuliwa kama athari ya upande. Kiasi cha maji ambayo hutolewa wakati wa harakati hii imedhamiriwa na paramu ya Uelekezi kwenye hifadhidata. Kidogo kigezo hiki ni (thamani kubwa ya dB), ni bora kwa kazi yetu.
Mchoro wa mpangilio
Kwa kuwa tunataka kupima kiwango cha ishara kilichoonyeshwa kutoka kwa antenna, tunaunganisha kwenye IN ya coupler, na jenereta kwa OUT. Kwa hivyo, sehemu ya ishara iliyoonyeshwa kutoka kwa antenna itafikia mpokeaji kwa kipimo.
Mchoro wa unganisho kwa bomba. Ishara iliyoonyeshwa inatumwa kwa mpokeaji
Mpangilio wa kipimo
Wacha tukusanye usanidi wa kupima SWR kwa mujibu wa mchoro wa mzunguko. Katika pato la jenereta ya kifaa, tutasakinisha kiboreshaji kwa kuongeza 15 dB. Hii itaboresha ulinganifu wa coupler na pato la jenereta na kuongeza usahihi wa kipimo. Attenuator inaweza kuchukuliwa na attenuation ya 5..15 dB. Kiasi cha upunguzaji kitazingatiwa kiotomatiki wakati wa urekebishaji unaofuata.
Kipunguza sauti hupunguza mawimbi kwa idadi fulani ya desibeli. Tabia kuu ya attenuator ni mgawo wa kupungua kwa ishara na safu ya mzunguko wa uendeshaji. Katika masafa nje ya safu ya uendeshaji, utendakazi wa kidhibiti unaweza kubadilika bila kutabirika.
Hivi ndivyo usakinishaji wa mwisho unavyoonekana. Lazima pia ukumbuke kusambaza mawimbi ya kati (IF) kutoka kwa moduli ya OSA-6G hadi kwenye bodi kuu ya kifaa. Ili kufanya hivyo, unganisha bandari ya IF OUTPUT kwenye ubao kuu kwa INPUT kwenye moduli ya OSA-6G.
Ili kupunguza kiwango cha kuingiliwa kutoka kwa usambazaji wa umeme wa kompyuta ya mkononi, mimi hufanya vipimo vyote wakati kompyuta ndogo inaendeshwa na betri.
Upimaji
Kabla ya kuanza vipimo, unahitaji kuhakikisha kuwa vifaa vyote vya kifaa viko katika mpangilio mzuri wa kufanya kazi na ubora wa nyaya; ili kufanya hivyo, tunaunganisha jenereta na mpokeaji moja kwa moja na kebo, washa jenereta na kupima frequency. majibu. Tunapata karibu grafu bapa kwa 0dB. Hii inamaanisha kuwa juu ya safu nzima ya masafa, nguvu zote za mionzi ya jenereta zilifikia mpokeaji.
Kuunganisha jenereta moja kwa moja kwa mpokeaji
Hebu tuongeze attenuator kwenye mzunguko. Takriban upunguzaji wa ishara wa 15dB unaonekana katika safu nzima.
Kuunganisha jenereta kwa njia ya 15dB attenuator kwa mpokeaji
Hebu tuunganishe jenereta kwenye kiunganishi cha OUT cha coupler, na mpokeaji kwa kontakt CPL ya coupler. Kwa kuwa hakuna mzigo uliounganishwa kwenye bandari ya IN, ishara zote zinazozalishwa zinapaswa kuonyeshwa, na sehemu yake lazima iwe na matawi kwa mpokeaji. Kulingana na hifadhidata ya coupler yetu (), kigezo cha Kuunganisha ni ~15db, ambayo ina maana kwamba tunapaswa kuona mstari mlalo katika kiwango cha takriban -30 dB (kuunganisha + attenuator attenuation). Lakini kwa kuwa safu ya uendeshaji ya coupler ni mdogo kwa 1 GHz, vipimo vyote juu ya mzunguko huu vinaweza kuchukuliwa kuwa haina maana. Hii inaonekana wazi kwenye grafu; baada ya 1 GHz usomaji ni wa machafuko na hauna maana. Kwa hiyo, tutafanya vipimo vyote zaidi katika safu ya uendeshaji ya coupler.
Kuunganisha bomba bila mzigo. Kikomo cha safu ya uendeshaji ya coupler inaonekana.
Kwa kuwa data ya kipimo juu ya 1 GHz, kwa upande wetu, haina maana, tutapunguza mzunguko wa juu wa jenereta kwa maadili ya uendeshaji ya coupler. Wakati wa kupima, tunapata mstari wa moja kwa moja.
Kuweka kikomo masafa ya jenereta kwa masafa ya uendeshaji ya kiunganisha
Ili kupima SWR ya antena kwa kuibua, tunahitaji kufanya urekebishaji ili kuchukua vigezo vya sasa vya saketi (akisi 100%) kama sehemu ya kumbukumbu, ambayo ni, sifuri dB. Kwa kusudi hili, programu ya OSA103 Mini ina kazi ya calibration iliyojengwa. Urekebishaji unafanywa bila antenna iliyounganishwa (mzigo), data ya calibration imeandikwa kwa faili na hatimaye inazingatiwa moja kwa moja wakati wa kujenga grafu.
Kitendakazi cha kurekebisha majibu ya mara kwa mara katika programu ya OSA103 Mini
Kwa kutumia matokeo ya urekebishaji na vipimo vya kukimbia bila mzigo, tunapata grafu bapa kwa 0dB.
Grafu baada ya calibration
Tunapima antena
Sasa unaweza kuanza kupima antena. Shukrani kwa calibration, tutaona na kupima kupunguzwa kwa kutafakari baada ya kuunganisha antenna.
Antenna kutoka Aliexpress saa 433MHz
Antena alama 443MHz. Inaweza kuonekana kuwa antenna inafanya kazi kwa ufanisi zaidi katika safu ya 446MHz, kwa mzunguko huu SWR ni 1.16. Wakati huo huo, kwa mzunguko uliotangazwa utendaji ni mbaya zaidi, kwa 433MHz SWR ni 4,2.
Antena 1 isiyojulikana
Antenna bila alama. Kwa kuzingatia grafu, imeundwa kwa 800 MHz, labda kwa bendi ya GSM. Ili kuwa sawa, antenna hii pia inafanya kazi kwa 1800 MHz, lakini kutokana na mapungufu ya coupler, siwezi kufanya vipimo halali katika masafa haya.
Antena 2 isiyojulikana
Antena nyingine ambayo imekuwa ikizunguka kwenye masanduku yangu kwa muda mrefu. Inavyoonekana, pia kwa anuwai ya GSM, lakini bora kuliko ile iliyopita. Kwa mzunguko wa 764 MHz, SWR iko karibu na umoja, saa 900 MHz SWR ni 1.4.
Antena 3 isiyojulikana
Inaonekana kama antena ya Wi-Fi, lakini kwa sababu fulani kiunganishi ni SMA-Mwanaume, na sio RP-SMA, kama antena zote za Wi-Fi. Kwa kuzingatia vipimo, kwa masafa hadi 1 MHz antenna hii haina maana. Tena, kutokana na mapungufu ya coupler, hatuwezi kujua ni aina gani ya antenna.
Antena ya telescopic
Hebu tujaribu kuhesabu ni umbali gani antena ya telescopic inahitaji kupanuliwa kwa masafa ya 433MHz. Njia ya kuhesabu urefu wa wimbi ni: Ξ» = C/f, ambapo C ni kasi ya mwanga, f ni mzunguko.
299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279
Urefu kamili wa wimbi - 69,24 cm
Urefu wa nusu ya mawimbi - 34,62 cm
Urefu wa mawimbi ya robo - 17,31 cm
Antenna iliyoundwa kwa njia hii iligeuka kuwa haina maana kabisa. Kwa mzunguko wa 433MHz thamani ya SWR ni 11.
Kwa kupanua antenna kwa majaribio, niliweza kufikia kiwango cha chini cha SWR cha 2.8 na urefu wa antenna wa karibu cm 50. Ilibadilika kuwa unene wa sehemu ni muhimu sana. Hiyo ni, wakati wa kupanua tu sehemu nyembamba za nje, matokeo yalikuwa bora zaidi kuliko wakati wa kupanua sehemu zenye nene kwa urefu sawa. Sijui ni kiasi gani unapaswa kutegemea mahesabu haya na urefu wa antenna ya telescopic katika siku zijazo, kwa sababu katika mazoezi hawafanyi kazi. Labda inafanya kazi tofauti na antena nyingine au masafa, sijui.
Kipande cha waya katika 433MHz
Mara nyingi katika vifaa mbalimbali, kama vile swichi za redio, unaweza kuona kipande cha waya moja kwa moja kama antena. Nilikata kipande cha waya sawa na urefu wa robo ya urefu wa 433 MHz (cm 17,3) na kubandika mwisho ili iingie vizuri kwenye kiunganishi cha Kike cha SMA.
Matokeo yake yalikuwa ya ajabu: waya kama hiyo inafanya kazi vizuri kwa 360 MHz lakini haina maana kwa 433 MHz.
Nilianza kukata waya kutoka sehemu ya mwisho kwa kipande na kuangalia usomaji. Kuzama kwenye grafu kulianza polepole kwenda kulia, kuelekea 433 MHz. Matokeo yake, juu ya urefu wa waya wa karibu 15,5 cm, niliweza kupata thamani ndogo ya SWR ya 1.8 kwa mzunguko wa 438 MHz. Ufupisho zaidi wa kebo ulisababisha kuongezeka kwa SWR.
Hitimisho
Kwa sababu ya mapungufu ya kiunganishi, haikuwezekana kupima antena katika mikanda ya zaidi ya GHz 1, kama vile antena za Wi-Fi. Hii ingeweza kufanywa ikiwa ningekuwa na kiunganishi cha juu cha bandwidth.
Coupler, nyaya za kuunganisha, kifaa, na hata kompyuta ya mkononi ni sehemu zote za mfumo wa antenna unaosababishwa. Jiometri yao, nafasi katika nafasi na vitu vinavyozunguka huathiri matokeo ya kipimo. Baada ya ufungaji kwenye kituo cha redio halisi au modem, mzunguko unaweza kuhama, kwa sababu mwili wa kituo cha redio, modem, na mwili wa mwendeshaji utakuwa sehemu ya antena.
OSA103 Mini ni kifaa baridi sana cha kufanya kazi nyingi. Ninatoa shukrani zangu kwa msanidi programu wake kwa mashauriano wakati wa vipimo.
Chanzo: mapenzi.com