Badania anten w komorze bezodbiciowej. Czy są w ogóle nam potrzebne?
Mapowanie pola elektrycznego dla plazmy
26 lipca 2022
Odwiedź nas na targach MSPO
2 września 2022
Wstęp do pomiarów antenowych
Kapteos prezentuje przełomową technologię bezartefaktowego pomiaru anten w bliskim polu elektrycznemu ANFATR (z ang. Artifact-free Near-Field Antenna Test Range).
Klasyczny system pomiarowy anten składa się z komory bezodbiciowej z wieloosiowym pozycjonerem antenowym, wektorowym analizatorem sieci (VNA) oraz anteny referencyjnej.
Rezygnacja z komory bezodbiciowej doprowadziłaby więc do znacznego obniżenia kosztów utrzymania ANFATR, eliminacji środków trwałych związanych z pomieszczeniem oraz znacznego obniżenia kosztów, kosztów instalacji i czasu realizacji.
Wykonanie pomiarów jest więc możliwe dzięki zastosowaniu nieperturbacyjnej sondy bliskiego pola elektrycznego, która pozwala odwzorować promieniowanie badanej anteny w bliskim polu bez żadnych artefaktów pomiarowych.
Co jest nam potrzebne?
Jak już było wspomniane do wykonania tego typu pomiarów potrzebujemy odpowiedniej sondy pola. Sonda pola elektrycznego musi więc charakteryzować się:
- niską efektywną przenikalnością, aby nie zniekształcać lokalnego pola elektrycznego,
- budową wolną od metali z tego samego powodu,
- niskostartnością, aby była wręcz przezroczysta dla fal elektromagnetycznych,
- małymi rozmiarami, aby zapewnić wysoką rozdzielczość,
- zachowaniem pozwalającym na użycie z VNA,
- wykrywaniem pojedynczej składowej pola E z wysokim współczynnikiem odrzucania składowych ortogonalnych w celu precyzyjnego pomiaru.
Jak wykonać pomiary specjalistycznych anten pomiarowych EMC w 3 krokach
Testowanie anten bez komory bezodbiciowej jest proste i szybkie! Osiąga się to w 3 krokach.
Krok 1: Konfiguracja systemu i kalibracja z VNA
Ten krok jest podobny do tego, który wykonuje się przy użyciu klasycznego stanowiska do badania anten. Polega on na wykonaniu kalibracji z VNA w celu zidentyfikowania odniesienia na wejściu anteny i na wyjściu przetwornika związanego z sondą pola E.Krok 2: Wyliczanie charakterystyki pola bliskiego
Ten etap polega na wyliczeniu względnej wartości pola bliskiego poprzez parametr S21 (w odległości λ od anteny) z próbkowaniem mniejszym lub równym λ/5 (zalecane λ /10). W przypadku mapowania pola na płaszczyźnie manipulator kartezjański wykonuje to zadanie doskonale. Mierząc S11 w tym samym czasie, można dokładnie sprawdzić i ocenić potencjalne perturbacje zarówno sondy pola elektrycznego bliskiego, jak i jej uchwytu.
Krok 3: Obliczanie charakterystyki promieniowania pola dalekiego
Ostatni etap polega na numerycznej propagacji fali elektromagnetycznej z obszaru pola bliskiego do pola dalekiego. W ten sposób można łatwo uzyskać charakterystykę promieniowania w polu dalekim i wszystkie związane z nią parametry (wzmocnienie anteny, polaryzacji, szerokości wiązki itd.).
Najważniejsze cechy wolnego od artefaktów pomiarowych stanowiska do badań anten w bliskim polu opartego o sondy pola elektrycznego Kapteos
- najbardziej kompaktowy zakres testów antenowych w bliskim polu, jaki kiedykolwiek zbudowano: od 2 do 5 m^2 dla całego systemu
- nieperturbacyjna technologia optyczna: S11 < -20 dB dla anteny
- pojedyncza sonda pokrywa ultra szerokie pasmo: 1 kHz → 65 GHz
- bardzo wysoki współczynnik składowych ortogonalnych pola E: > 50 dB
- ultra wysoka rozdzielczość przestrzenna: < 1 mm (< λ/5 @ 60 GHz)
- wysoka odtwarzalność pomiarów pola: 0,15 dB
- kompaktowa sonda pola elektrycznego: ∅ = 5,5 mm
- w pełni dielektryczna sonda pola elektrycznego o niskiej przenikalności: εr ~ 3,6
