β Bu antenna qaysi diapazonga moβljallangan?
- Bilmayman, tekshirib ko'ring.
- NIMA?!?!
Qo'lingizda qanday antenna borligini qanday aniqlash mumkin, agar unda hech qanday belgi bo'lmasa? Qaysi antenna yaxshiroq yoki yomonroq ekanligini qanday tushunish mumkin? Bu muammo meni uzoq vaqtdan beri qiynab kelmoqda.
Maqolada oddiy tilda antenna xususiyatlarini o'lchash texnikasi va antennaning chastota diapazonini aniqlash usuli tasvirlangan.
Tajribali radiotexniklar uchun bu ma'lumot ahamiyatsiz bo'lib tuyulishi mumkin va o'lchash texnikasi etarlicha aniq bo'lmasligi mumkin. Maqola men kabi radioelektronika haqida umuman hech narsani tushunmaydiganlar uchun mo'ljallangan.
TP; DR Biz OSA 103 Mini qurilmasi va yo'naltiruvchi bog'lovchi yordamida turli chastotalardagi antennalarning SWR ni o'lchaymiz, SWR ning chastotaga bog'liqligini chizamiz.
Nazariya
Transmitter antennaga signal yuborganda, energiyaning bir qismi havoga tarqaladi va bir qismi aks ettiriladi va orqaga qaytariladi. Nurlangan va aks ettirilgan energiya o'rtasidagi munosabat doimiy to'lqin nisbati (SWR yoki SWR) bilan tavsiflanadi. SWR qanchalik past bo'lsa, transmitterning energiyasi shunchalik ko'p radio to'lqinlar sifatida chiqariladi. SWR = 1 da ko'zgu yo'q (barcha energiya nurlanadi). Haqiqiy antennaning SWR qiymati har doim 1 dan katta.
Agar siz antennaga turli chastotalar signalini yuborsangiz va bir vaqtning o'zida SWRni o'lchasangiz, qaysi chastotada aks ettirish minimal bo'lishini topishingiz mumkin. Bu antennaning ishlash diapazoni bo'ladi. Bundan tashqari, bir xil guruh uchun turli xil antennalarni solishtirishingiz va qaysi biri yaxshiroq ekanligini topishingiz mumkin.
Transmitter signalining bir qismi antennadan aks ettiriladi
Muayyan chastota uchun mo'ljallangan antenna, nazariy jihatdan, ish chastotalarida eng past SWR ga ega bo'lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, antennaga turli chastotalarda nurlanish va qaysi chastotada aks ettirish eng kichik ekanligini, ya'ni radio to'lqinlar shaklida chiqadigan maksimal energiya miqdorini topish kifoya.
Turli chastotalarda signal hosil qilish va aks ettirishni o'lchash imkoniyatiga ega bo'lgan holda, biz X o'qi bo'yicha chastota va Y o'qi bo'yicha signalni aks ettiruvchi grafikni yaratishimiz mumkin. Natijada, grafikdagi pasayish (ya'ni signalning eng kam aks etishi) bo'lgan joyda antennaning ishlash diapazoni bo'ladi.
Chastotaga nisbatan aks ettirishning xayoliy grafigi. Antennaning ishlash chastotasidan tashqari, butun diapazonda aks ettirish 100% ni tashkil qiladi.
Osa103 Mini qurilmasi
O'lchovlar uchun biz foydalanamiz . Bu osiloskop, signal generatori, spektr analizatori, amplituda-chastota javobi/fazali javob o'lchagich, vektor antenna analizatori, LC o'lchagich va hatto SDR qabul qiluvchini birlashtirgan universal o'lchash moslamasi. OSA103 Mini ning ishlash diapazoni 100 MGts bilan cheklangan, OSA-6G moduli IAFC rejimida chastota diapazonini 6 gigagertsgacha kengaytiradi. Barcha funktsiyalarga ega mahalliy dastur og'irligi 3 MB ni tashkil qiladi, Windows va Linuxda sharob orqali ishlaydi.
Osa103 Mini - radio havaskorlar va muhandislar uchun universal o'lchash moslamasi
Yo'nalishli bog'lovchi
Yo'nalishli ulagich - ma'lum bir yo'nalishda harakatlanadigan RF signalining kichik qismini yo'naltiruvchi qurilma. Bizning holatda, uni o'lchash uchun aks ettirilgan signalning bir qismini (antennadan generatorga qaytib) filialga ajratish kerak.
Yo'nalishli ulagichning ishlashini vizual tushuntirish:
Yo'nalishli bog'lovchining asosiy xususiyatlari:
- Ishlash chastotalari - asosiy ko'rsatkichlar normal chegaralardan oshmaydigan chastotalar diapazoni. Mening ulagichim 1 dan 1000 MGts gacha bo'lgan chastotalar uchun mo'ljallangan
- Filial (ulash) - to'lqin IN dan OUT ga yo'naltirilganda signalning qaysi qismi (desibellarda) olib tashlanadi
- Direktivlik β signal OUT dan IN ga qarama-qarshi yo'nalishda harakat qilganda qancha kamroq signal o'chiriladi
Bir qarashda bu juda chalkash ko'rinadi. Aniqlik uchun, keling, ulagichni suv quvuri sifatida tasavvur qilaylik, uning ichida kichik kran bor. Drenaj shunday amalga oshiriladiki, suv oldinga yo'nalishda (IN dan OUT ga) harakat qilganda, suvning muhim qismi chiqariladi. Ushbu yo'nalishda chiqariladigan suv miqdori bog'lovchining ma'lumotlar varag'idagi ulanish parametri bilan belgilanadi.
Suv teskari yo'nalishda harakat qilganda, sezilarli darajada kamroq suv chiqariladi. Uni yon ta'sir sifatida qabul qilish kerak. Ushbu harakat paytida chiqariladigan suv miqdori ma'lumotlar varag'idagi Direktivlik parametri bilan belgilanadi. Ushbu parametr qanchalik kichik bo'lsa (dB qiymati qanchalik katta bo'lsa), bizning vazifamiz uchun yaxshiroqdir.
O'chirish sxemasi
Biz antennadan aks ettirilgan signal darajasini o'lchamoqchi bo'lganimiz sababli, biz uni bog'lovchining IN ga, generatorni esa OUT ga ulaymiz. Shunday qilib, antennadan aks ettirilgan signalning bir qismi o'lchash uchun qabul qiluvchiga etib boradi.
Kran uchun ulanish diagrammasi. Ko'rsatilgan signal qabul qiluvchiga yuboriladi
O'lchovni sozlash
SWR ni o'lchash uchun sxemani sxemaga muvofiq yig'amiz. Qurilma generatorining chiqishida biz qo'shimcha ravishda 15 dB zaiflashuvga ega attenuatorni o'rnatamiz. Bu generatorning chiqishi bilan bog'lovchining mos kelishini yaxshilaydi va o'lchov aniqligini oshiradi. Attenuator 5..15 dB zaiflashuv bilan olinishi mumkin. Keyingi kalibrlash vaqtida pasaytirish miqdori avtomatik ravishda hisobga olinadi.
Attenuator signalni belgilangan miqdordagi desibel bilan zaiflashtiradi. Attenuatorning asosiy xarakteristikasi signalning zaiflashuv koeffitsienti va ish chastotasi diapazoni hisoblanadi. Ishlash diapazonidan tashqaridagi chastotalarda attenyuatorning ishlashi oldindan aytib bo'lmaydigan darajada o'zgarishi mumkin.
Yakuniy o'rnatish shunday ko'rinadi. Shuningdek, OSA-6G modulidan qurilmaning asosiy platasiga oraliq chastota (IF) signalini etkazib berishni ham unutmasligingiz kerak. Buning uchun asosiy platadagi IF OUTPUT portini OSA-6G modulidagi INPUT ga ulang.
Noutbukning kommutatsiya quvvat manbaidan shovqin darajasini kamaytirish uchun noutbuk batareyadan quvvatlanganda barcha o'lchovlarni bajaraman.
Kalibrlash
O'lchovlarni boshlashdan oldin siz qurilmaning barcha komponentlari yaxshi holatda ekanligiga va kabellarning sifatiga ishonch hosil qilishingiz kerak, buning uchun biz generator va qabul qilgichni to'g'ridan-to'g'ri kabel bilan ulaymiz, generatorni yoqamiz va chastotani o'lchaymiz. javob. Biz 0dB da deyarli tekis grafikni olamiz. Bu shuni anglatadiki, butun chastota diapazoni bo'ylab generatorning barcha nurlanish kuchi qabul qiluvchiga etib bordi.
Jeneratorni to'g'ridan-to'g'ri qabul qilgichga ulash
Sxemaga attenyuator qo'shamiz. 15dB signalning deyarli bir tekis susayishi butun diapazonda ko'rinadi.
Jeneratorni 15 dB attenuator orqali qabul qilgichga ulash
Keling, generatorni ulagichning OUT ulagichiga, qabul qilgichni esa ulagichning CPL ulagichiga ulaymiz. IN portiga hech qanday yuk ulanmaganligi sababli, hosil bo'lgan signalning barchasi aks ettirilishi va uning bir qismi qabul qiluvchiga tarmoqlanishi kerak. Ulagichimiz uchun ma'lumotlar varag'iga ko'ra (), Bog'lanish parametri ~15db ni tashkil qiladi, ya'ni taxminan -30 dB darajasida gorizontal chiziqni ko'rishimiz kerak (birlashma + susaytiruvchining zaiflashishi). Ammo ulagichning ishlash diapazoni 1 gigagertsli chastota bilan cheklanganligi sababli, ushbu chastotadan yuqori bo'lgan barcha o'lchovlarni ma'nosiz deb hisoblash mumkin. Bu grafikda aniq ko'rinadi; 1 gigagertsdan keyin o'qishlar xaotik va ma'nosizdir. Shuning uchun biz barcha keyingi o'lchovlarni bog'lovchining ishlash oralig'ida amalga oshiramiz.
Kranni yuklamasdan ulash. Ulagichning ishlash diapazoni chegarasi ko'rinadi.
1 GGts dan yuqori o'lchov ma'lumotlari, bizning holatlarimizda, mantiqiy emasligi sababli, biz generatorning maksimal chastotasini ulagichning ish qiymatlari bilan cheklaymiz. O'lchashda biz to'g'ri chiziqni olamiz.
JeneratΓΆr diapazonini bog'lovchining ishlash diapazoni bilan cheklash
Antennalarning SWR ni vizual o'lchash uchun biz sxemaning joriy parametrlarini (100% aks ettirish) mos yozuvlar nuqtasi sifatida qabul qilish uchun kalibrlashni amalga oshirishimiz kerak, ya'ni nol dB. Shu maqsadda OSA103 Mini dasturida o'rnatilgan kalibrlash funksiyasi mavjud. Kalibrlash ulangan antenna (yuk)siz amalga oshiriladi, kalibrlash ma'lumotlari faylga yoziladi va keyinchalik grafiklarni qurishda avtomatik ravishda hisobga olinadi.
OSA103 Mini dasturida chastota javobini kalibrlash funksiyasi
Kalibrlash natijalarini qo'llash va o'lchovlarni yuksiz bajarish, biz 0dB da tekis grafikni olamiz.
Kalibrlashdan keyingi grafik
Biz antennalarni o'lchaymiz
Endi siz antennalarni o'lchashni boshlashingiz mumkin. Kalibrlash tufayli biz antennani ulagandan so'ng ko'zguning qisqarishini ko'ramiz va o'lchaymiz.
433 MGts chastotada Aliexpress-dan antenna
Antenna 443 MGts bilan belgilangan. Ko'rinib turibdiki, antenna 446 MGts diapazonida eng samarali ishlaydi, bu chastotada SWR 1.16 ni tashkil qiladi. Shu bilan birga, e'lon qilingan chastotada ishlash sezilarli darajada yomonlashadi, 433 MGts da SWR 4,2 ni tashkil qiladi.
Noma'lum antenna 1
Belgilarsiz antenna. Grafikga ko'ra, u 800 MGts uchun mo'ljallangan, ehtimol GSM diapazoni uchun. Adolat uchun, bu antenna ham 1800 MGts da ishlaydi, lekin ulagichning cheklovlari tufayli men ushbu chastotalarda to'g'ri o'lchovlarni amalga oshira olmayman.
Noma'lum antenna 2
Mening qutilarimda uzoq vaqt yotgan yana bir antenna. Ko'rinishidan, GSM diapazoni uchun ham, lekin avvalgisidan yaxshiroq. 764 MGts chastotada SWR birlikka yaqin, 900 MGts da SWR 1.4 ni tashkil qiladi.
Noma'lum antenna 3
Bu Wi-Fi antennasiga o'xshaydi, lekin negadir ulagich barcha Wi-Fi antennalari kabi RP-SMA emas, balki SMA-Erkak. O'lchovlarga ko'ra, 1 MGts gacha bo'lgan chastotalarda bu antenna foydasiz. Shunga qaramay, ulagichning cheklovlari tufayli biz qanday antenna ekanligini bilmaymiz.
Teleskopik antenna
Keling, teleskopik antennani 433 MGts diapazoniga qanchalik kengaytirish kerakligini hisoblashga harakat qilaylik. To'lqin uzunligini hisoblash formulasi: l = C / f, bu erda C - yorug'lik tezligi, f - chastota.
299.792.458 / 443.000.000 = 0.69719176279
To'liq to'lqin uzunligi - 69,24 sm
Yarim to'lqin uzunligi - 34,62 sm
Chorak to'lqin uzunligi - 17,31 sm
Shu tarzda hisoblangan antenna mutlaqo foydasiz bo'lib chiqdi. 433 MGts chastotada SWR qiymati 11 ga teng.
Antennani eksperimental ravishda kengaytirish orqali men antenna uzunligi taxminan 2.8 sm bo'lgan minimal SWR 50 ga erishdim.Ma'lum bo'lishicha, bo'limlarning qalinligi katta ahamiyatga ega. Ya'ni, faqat ingichka tashqi qismlarni kengaytirganda, natija faqat qalin qismlarni bir xil uzunlikka cho'zishdan ko'ra yaxshiroq edi. Kelajakda teleskopik antennaning uzunligi bilan bu hisob-kitoblarga qanchalik tayanishingiz kerakligini bilmayman, chunki amalda ular ishlamaydi. Balki u boshqa antennalar yoki chastotalar bilan boshqacha ishlaydi, bilmayman.
433 MGts chastotali sim bo'lagi
Ko'pincha turli xil qurilmalarda, masalan, radio kalitlarida siz antenna sifatida tekis simning bir qismini ko'rishingiz mumkin. Men chorak to'lqin uzunligi 433 MGts (17,3 sm) ga teng bo'lgan sim bo'lagini kesib oldim va uchini SMA Ayol konnektoriga mahkam joylashishi uchun qalayladim.
Natija g'alati edi: bunday sim 360 MGts da yaxshi ishlaydi, lekin 433 MGts da foydasiz.
Men simni uchidan parcha-parcha kesib, o'qishlarga qaray boshladim. Grafikdagi pasayish asta-sekin o'ngga, 433 MGts ga siljiy boshladi. Natijada, taxminan 15,5 sm uzunlikdagi sim orqali men 1.8 MGts chastotada 438 ning eng kichik SWR qiymatini olishga muvaffaq bo'ldim. Kabelning yanada qisqarishi SWR ning oshishiga olib keldi.
xulosa
Ulagichning cheklovlari tufayli Wi-Fi antennalari kabi 1 GGts dan yuqori diapazonlarda antennalarni o'lchash mumkin emas edi. Agar menda yuqori tarmoqli kengligi bo'lgan bo'lsa, buni qilish mumkin edi.
Ulagich, ulash kabellari, qurilma va hatto noutbuk ham antenna tizimining bir qismidir. Ularning geometriyasi, kosmosdagi holati va atrofdagi ob'ektlar o'lchov natijasiga ta'sir qiladi. Haqiqiy radiostansiya yoki modemga o'rnatilgandan so'ng, chastota o'zgarishi mumkin, chunki radiostansiyaning tanasi, modem va operator tanasi antennaning bir qismiga aylanadi.
OSA103 Mini juda ajoyib ko'p funksiyali qurilma. O'lchovlar paytida maslahat uchun ishlab chiqaruvchiga o'z minnatdorchiligimni bildiraman.
Manba: www.habr.com