Так как последнее время я вплотную занялся изучением УКВ антенн и даже построил одну, то в этот статье речь пойдет об измерительном комплексе, который будет измерять усиление антенн и помогать строить их диаграммы направленности.
Вначале немного теории. Если вы знакомы с понятиями усиления и диаграммы направленности, то следующие пару абзацев можете пропустить.
Итак, усиление антенны. Как говорит нам Википедия:
Коэффициент усиления (КУ) антенны — отношение мощности на входе эталонной ненаправленной антенны к мощности, подводимой ко входу рассматриваемой антенны, при условии, что обе антенны создают в данном направлении на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля или такой же плотности потока мощности.
Простым языком это значит, что если антенна создает поле с напряженностью, большей чем у эталонной антенны, то ее КУ больше, чем у этой эталонной антенны. В качестве эталонной антенны чаще всего применяют диполь. Это связано с тем, что диполь - довольно простая в изготовлении антенна, которую легко настроить в резонанс и согласовать с фидером. Кроме того, в одной из плоскостей ее проекция представляет собой точку, что позволяет достаточно легко позиционировать измеряемые антенны. Таким образом антенна будет иметь положительное усиление если она наводит на приемной антенне больший ЭДС, чем диполь. Так как измерения проводятся относительно эталоной антенны, то КУ измеряется в децибеллах (дБ). Если нужно узнать абсолютное значение усиления, то к полученному усилению нужно прибавить 2.7 (значение КУ диполя относительно точечного излучателя в открытом пространстве). Это значение измеряется в дБи (dBi).
Теперь диаграмма направленности. Все та же Википедия говорит нам, что:
Диаграмма направленности (антенны) (ДН) — графическое представление зависимости коэффициента усиления антенны или коэффициента направленного действия антенны от направления антенны в заданной плоскости. Также термин «диаграмма направленности» применим к другим устройствам, излучающим сигнал различной природы, например акустическим системам.
Говоря по-простому: диаграмма направленности сообщает нам, в какую сторону сигнал распространяется с какой силой. Если у антенны есть основной лепесток, то максимум излучения вдоль него принимается за точку отсчета (ноль), а все остальное отображается в виде более слабых значений.
С теорией разобрались, теперь перейдем к делам практическим.
Для того, чтобы измерить усиление антенны и ее диаграмму направленности, кроме самой испытываемой антренны нам нужно следующее:
- эталонный диполь;
- приемный диполь;
- генератор ВЧ сигнала;
- приемник и измеритель уровня принятого ВЧ сигнала.
Измерение испытываемой антенны проводится в следующем порядке:
- располагаем генератор и приемник на расстоянии 3-4 длин волны друг от друга;
- подключаем эталонный диполь к генератору;
- подключаем приемный диполь к приемнику;
- располагаем приемный и эталонный диполя параллельно друг другу;
- антенны должны располагаться на достаточной высоте от земли и на таком расстоянии от проводящих ВЧ ток предметов, чтобы они не оказывали заметного влияния ни на приемнуж часть, ни на передающую;
- включаем генератор и измеряем уровень сигнала на приемнике;
- подключаем к генератору нашу испытываемую антенну;
- включаем генератор и измеряем уровень сигнала на приемнике;
- КУ антенны будет равным отношению уровней сигналов от этой антенны и от эталонного диполя (нужно только перевести РАЗЫ в ДЕЦИБЕЛЛЫ);
- если антенна имеет направленные свойства, то все эти шаги нужно производить несколько раз, поворачивая испытываемую антенну, отмечая полученный КУ антенны на круговой диаграмме (так как ДН строится в децибеллах, то круговая диаграмма должна иметь догарифмический масштаб).
Каждый из элементов измерительного комплекса рассмотрим в следующих частях этого рассказа.
Комментариев нет:
Отправить комментарий