अँटेनामापन म्हणजे अँटेनाची कार्यक्षमता आणि वैशिष्ट्यांचे परिमाणात्मक मूल्यांकन आणि विश्लेषण करण्याची प्रक्रिया. विशेष चाचणी उपकरणे आणि मापन पद्धती वापरून, आम्ही अँटेनाचे गेन, रेडिएशन पॅटर्न, स्टँडिंग वेव्ह रेशो, फ्रिक्वेन्सी रिस्पॉन्स आणि इतर पॅरामीटर्स मोजतो जेणेकरून अँटेनाचे डिझाइन स्पेसिफिकेशन्स आवश्यकता पूर्ण करतात की नाही हे पडताळता येईल, अँटेनाचे कार्यप्रदर्शन तपासता येईल आणि सुधारणा सूचना देता येतील. अँटेना मापनातील निकाल आणि डेटा अँटेना कामगिरीचे मूल्यांकन करण्यासाठी, डिझाइन ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी, सिस्टम कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी आणि अँटेना उत्पादक आणि अनुप्रयोग अभियंत्यांना मार्गदर्शन आणि अभिप्राय प्रदान करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो.
अँटेना मापनासाठी आवश्यक उपकरणे
अँटेना चाचणीसाठी, सर्वात मूलभूत उपकरण म्हणजे VNA. VNA चा सर्वात सोपा प्रकार म्हणजे 1-पोर्ट VNA, जो अँटेनाचा प्रतिबाधा मोजण्यास सक्षम आहे.
अँटेनाच्या रेडिएशन पॅटर्न, गेन आणि कार्यक्षमता मोजणे अधिक कठीण असते आणि त्यासाठी खूप जास्त उपकरणे लागतात. मोजल्या जाणाऱ्या अँटेनाला आपण AUT म्हणू, ज्याचा अर्थ अँटेना अंडर टेस्ट आहे. अँटेना मोजण्यासाठी आवश्यक असलेल्या उपकरणांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
संदर्भ अँटेना - ज्ञात वैशिष्ट्यांसह (गेन, पॅटर्न, इ.) अँटेना.
आरएफ पॉवर ट्रान्समीटर - एयूटीमध्ये ऊर्जा इंजेक्ट करण्याचा एक मार्ग [चाचणी अंतर्गत अँटेना]
रिसीव्हर सिस्टम - हे रेफरन्स अँटेना किती पॉवर प्राप्त करते हे ठरवते.
पोझिशनिंग सिस्टम - ही सिस्टम सोर्स अँटेनाच्या सापेक्ष चाचणी अँटेना फिरवण्यासाठी, कोनाच्या कार्यानुसार रेडिएशन पॅटर्न मोजण्यासाठी वापरली जाते.
वरील उपकरणांचा ब्लॉक आकृती आकृती १ मध्ये दाखवला आहे.
आकृती १. आवश्यक अँटेना मापन उपकरणांचा आकृती.
या घटकांची थोडक्यात चर्चा केली जाईल. रेफरन्स अँटेना अर्थातच इच्छित चाचणी वारंवारतेवर चांगले रेडिएट झाला पाहिजे. रेफरन्स अँटेना बहुतेकदा दुहेरी-ध्रुवीकृत हॉर्न अँटेना असतात, जेणेकरून क्षैतिज आणि उभ्या ध्रुवीकरणाचे एकाच वेळी मोजमाप करता येते.
ट्रान्समिटिंग सिस्टम स्थिर ज्ञात पॉवर लेव्हल आउटपुट करण्यास सक्षम असावी. आउटपुट फ्रिक्वेन्सी देखील ट्यून करण्यायोग्य (निवडण्यायोग्य) आणि वाजवी स्थिर असावी (स्थिर म्हणजे ट्रान्समीटरमधून मिळणारी फ्रिक्वेन्सी तुम्हाला हव्या असलेल्या फ्रिक्वेन्सीच्या जवळ असते, तापमानानुसार ती फारशी बदलत नाही). ट्रान्समीटरमध्ये इतर सर्व फ्रिक्वेन्सीवर खूप कमी ऊर्जा असावी (इच्छित फ्रिक्वेन्सीच्या बाहेर नेहमीच काही ऊर्जा असेल, परंतु उदाहरणार्थ, हार्मोनिक्समध्ये जास्त ऊर्जा नसावी).
रिसीव्हिंग सिस्टमला फक्त चाचणी अँटेनामधून किती पॉवर मिळते हे निर्धारित करणे आवश्यक आहे. हे एका साध्या पॉवर मीटरद्वारे केले जाऊ शकते, जे आरएफ (रेडिओ फ्रिक्वेन्सी) पॉवर मोजण्यासाठी एक उपकरण आहे आणि ट्रान्समिशन लाइनद्वारे (जसे की एन-टाइप किंवा एसएमए कनेक्टरसह कोएक्सियल केबल) अँटेना टर्मिनल्सशी थेट जोडले जाऊ शकते. सामान्यतः रिसीव्हर हा ५० ओम सिस्टम असतो, परंतु निर्दिष्ट केल्यास तो वेगळा प्रतिबाधा असू शकतो.
लक्षात ठेवा की ट्रान्समिट/रिसीव्ह सिस्टम बहुतेकदा VNA ने बदलली जाते. S21 मापन पोर्ट 1 मधून फ्रिक्वेन्सी ट्रान्समिट करते आणि पोर्ट 2 वर प्राप्त झालेल्या पॉवरची नोंद करते. म्हणून, VNA या कार्यासाठी योग्य आहे; तथापि हे कार्य करण्याची ही एकमेव पद्धत नाही.
पोझिशनिंग सिस्टम चाचणी अँटेनाचे ओरिएंटेशन नियंत्रित करते. आपल्याला चाचणी अँटेनाच्या रेडिएशन पॅटर्नचे मोजमाप कोनाच्या फंक्शननुसार करायचे असल्याने (सामान्यत: गोलाकार निर्देशांकांमध्ये), आपल्याला चाचणी अँटेना फिरवावा लागेल जेणेकरून स्त्रोत अँटेना प्रत्येक शक्य कोनातून चाचणी अँटेना प्रकाशित करेल. यासाठी पोझिशनिंग सिस्टम वापरली जाते. आकृती १ मध्ये, आपण AUT फिरवलेले दाखवतो. हे रोटेशन करण्याचे अनेक मार्ग आहेत हे लक्षात घ्या; कधीकधी संदर्भ अँटेना फिरवला जातो आणि कधीकधी संदर्भ आणि AUT अँटेना दोन्ही फिरवले जातात.
आता आपल्याकडे सर्व आवश्यक उपकरणे असल्याने, आपण मोजमाप कुठे करायचे यावर चर्चा करू शकतो.
आमच्या अँटेना मोजमापांसाठी चांगली जागा कुठे आहे? कदाचित तुम्हाला तुमच्या गॅरेजमध्ये हे करायचे असेल, परंतु भिंती, छत आणि जमिनीवरील परावर्तनांमुळे तुमचे मोजमाप चुकीचे ठरतील. अँटेना मोजमाप करण्यासाठी आदर्श स्थान बाह्य अवकाशात कुठेतरी आहे, जिथे कोणतेही परावर्तन होऊ शकत नाही. तथापि, सध्या अंतराळ प्रवास अत्यंत महाग असल्याने, आम्ही पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर असलेल्या मोजमाप ठिकाणांवर लक्ष केंद्रित करू. RF शोषक फोमसह परावर्तित ऊर्जा शोषून घेत अँटेना चाचणी सेटअप वेगळे करण्यासाठी अॅनेकोइक चेंबरचा वापर केला जाऊ शकतो.
मोकळ्या जागेच्या श्रेणी (अॅनेकोइक चेंबर्स)
मोकळ्या जागेच्या श्रेणी म्हणजे अँटेना मापन स्थाने आहेत जी अवकाशात केल्या जाणाऱ्या मोजमापांचे अनुकरण करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहेत. म्हणजेच, जवळच्या वस्तू आणि जमिनीवरून येणारे सर्व परावर्तित लाटा (ज्या अवांछित आहेत) शक्य तितक्या दाबल्या जातात. सर्वात लोकप्रिय मोकळ्या जागेच्या श्रेणी म्हणजे अॅनेकोइक चेंबर्स, एलिव्हेटेड रेंज आणि कॉम्पॅक्ट रेंज.
अॅनेकोइक चेंबर्स
अॅनेकोइक चेंबर्स हे इनडोअर अँटेना रेंज असतात. भिंती, छत आणि फरशी विशेष इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह शोषक मटेरियलने रेषेत असतात. इनडोअर रेंज इष्ट असतात कारण चाचणी परिस्थिती बाहेरील रेंजपेक्षा जास्त कडकपणे नियंत्रित केली जाऊ शकते. मटेरियल बहुतेकदा आकारात दातेरी असते, ज्यामुळे हे चेंबर्स पाहणे खूपच मनोरंजक बनते. दातेरी त्रिकोणाचे आकार अशा प्रकारे डिझाइन केले आहेत की त्यातून परावर्तित होणारे पदार्थ यादृच्छिक दिशेने पसरतात आणि सर्व यादृच्छिक परावर्तनांमधून जे एकत्र केले जाते ते विसंगतपणे जोडले जाते आणि त्यामुळे ते अधिक दाबले जाते. काही चाचणी उपकरणांसह, अॅनेकोइक चेंबरचे चित्र खालील चित्रात दाखवले आहे:
(चित्रात RFMISO अँटेना चाचणी दाखवली आहे)
अॅनेकोइक चेंबर्सचा तोटा म्हणजे ते बरेच मोठे असावे लागतात. बऱ्याचदा अँटेना एकमेकांपासून कमीत कमी अनेक तरंगलांबी अंतरावर असले पाहिजेत जेणेकरून दूरच्या क्षेत्राची परिस्थिती अनुकरण करता येईल. म्हणून, मोठ्या तरंगलांबी असलेल्या कमी फ्रिक्वेन्सीसाठी आपल्याला खूप मोठे चेंबर्स आवश्यक असतात, परंतु खर्च आणि व्यावहारिक अडचणी अनेकदा त्यांचा आकार मर्यादित करतात. मोठ्या विमानांच्या किंवा इतर वस्तूंच्या रडार क्रॉस सेक्शनचे मोजमाप करणाऱ्या काही संरक्षण कंत्राटदार कंपन्यांमध्ये बास्केटबॉल कोर्टच्या आकाराचे अॅनेकोइक चेंबर्स असतात असे ज्ञात आहे, जरी हे सामान्य नाही. अॅनेकोइक चेंबर्स असलेल्या विद्यापीठांमध्ये सामान्यतः ३-५ मीटर लांबी, रुंदी आणि उंचीचे चेंबर्स असतात. आकाराच्या मर्यादेमुळे आणि आरएफ शोषक सामग्री सामान्यतः यूएचएफ आणि त्याहून अधिक वर सर्वोत्तम कार्य करते, अॅनेकोइक चेंबर्स बहुतेकदा ३०० मेगाहर्ट्झपेक्षा जास्त फ्रिक्वेन्सीसाठी वापरले जातात.
उंचावरील श्रेणी
एलिव्हेटेड रेंजेस हे बाहेरील रेंजेस आहेत. या सेटअपमध्ये, चाचणी अंतर्गत स्रोत आणि अँटेना जमिनीच्या वर बसवले जातात. हे अँटेना पर्वत, टॉवर, इमारती किंवा योग्य वाटेल तिथे असू शकतात. हे बहुतेकदा खूप मोठ्या अँटेनासाठी किंवा कमी फ्रिक्वेन्सीजवर (VHF आणि त्यापेक्षा कमी, <100 MHz) केले जाते जिथे घरातील मोजमाप करणे कठीण होईल. एलिव्हेटेड रेंजचा मूलभूत आकृती आकृती 2 मध्ये दर्शविला आहे.
आकृती २. उंचावलेल्या श्रेणीचे चित्रण.
सोर्स अँटेना (किंवा रेफरन्स अँटेना) चाचणी अँटेनापेक्षा जास्त उंचीवर असणे आवश्यक नाही, मी ते येथे असेच दाखवले आहे. दोन अँटेनामधील दृष्टी रेषा (LOS) (आकृती २ मध्ये काळ्या किरणाने दर्शविलेली) अबाधित असणे आवश्यक आहे. इतर सर्व परावर्तने (जसे की जमिनीवरून परावर्तित होणारे लाल किरण) अवांछनीय आहेत. उंच श्रेणींसाठी, एकदा स्रोत आणि चाचणी अँटेना स्थान निश्चित झाल्यानंतर, चाचणी ऑपरेटर नंतर महत्त्वपूर्ण परावर्तने कुठे होतील हे निर्धारित करतात आणि या पृष्ठभागावरील परावर्तने कमी करण्याचा प्रयत्न करतात. या उद्देशासाठी अनेकदा आरएफ शोषक सामग्री वापरली जाते, किंवा इतर सामग्री जी चाचणी अँटेनापासून किरणांना विचलित करते.
कॉम्पॅक्ट रेंजेस
सोर्स अँटेना चाचणी अँटेनाच्या दूरच्या क्षेत्रात ठेवला पाहिजे. कारण चाचणी अँटेनाला मिळणारी लाट जास्तीत जास्त अचूकतेसाठी समतल लाट असावी. अँटेना गोलाकार लाटा उत्सर्जित करत असल्याने, अँटेना इतका दूर असावा की सोर्स अँटेनातून निघणारी लाट अंदाजे समतल लाट असेल - आकृती ३ पहा.
आकृती ३. सोर्स अँटेना गोलाकार वेव्हफ्रंटसह लाट उत्सर्जित करतो.
तथापि, इनडोअर चेंबर्ससाठी हे साध्य करण्यासाठी अनेकदा पुरेसे वेगळेपण नसते. या समस्येचे निराकरण करण्याची एक पद्धत म्हणजे कॉम्पॅक्ट रेंज. या पद्धतीमध्ये, सोर्स अँटेना एका रिफ्लेक्टरकडे केंद्रित असतो, ज्याचा आकार गोलाकार लाटा अंदाजे समतल पद्धतीने परावर्तित करण्यासाठी डिझाइन केलेला असतो. हे डिश अँटेना ज्या तत्त्वावर चालते त्याच्याशी अगदी साम्य आहे. मूलभूत ऑपरेशन आकृती 4 मध्ये दर्शविले आहे.
आकृती ४. कॉम्पॅक्ट रेंज - सोर्स अँटेनामधून येणाऱ्या गोलाकार लाटा समतल (कोलिमेटेड) म्हणून परावर्तित होतात.
पॅराबॉलिक रिफ्लेक्टरची लांबी सामान्यतः चाचणी अँटेनाच्या कित्येक पट मोठी असण्याची इच्छा असते. आकृती ४ मधील स्त्रोत अँटेना परावर्तकांपासून ऑफसेट केला आहे जेणेकरून तो परावर्तित किरणांच्या मार्गात येणार नाही. स्त्रोत अँटेनापासून चाचणी अँटेनापर्यंत कोणतेही थेट रेडिएशन (म्युच्युअल कपलिंग) ठेवण्यासाठी देखील काळजी घेतली पाहिजे.
पोस्ट वेळ: जानेवारी-०३-२०२४
