Где можно померить полный КПД антенны, Санкт-Петербург, Москва, Россия вообще Опции

[k0l0bun]

Кто-нибудь может подсказать?
Частоты ~ 0,7-2,2 ГГц.

[magnum16]

Кто-нибудь может подсказать?
Частоты ~ 0,7-2,2 ГГц.

Попробуйте спросить в http://www.trimcom.ru/

[Proffessor]

Кто-нибудь может подсказать?
Частоты ~ 0,7-2,2 ГГц.

Если у Вас имеется калиброванная измерительная антенна и безэховая камера (или открытое пространство), можете и у себя.

[k0l0bun]

Попробуйте спросить в http://www.trimcom.ru/

Спасибо, посмотрел информацию на сайте - очень интересный вариант (правда, в материалах на сайте ничего не нашел именно про КПД), буду узнавать детали сотрудничества.

Если у Вас имеется калиброванная измерительная антенна и безэховая камера (или открытое пространство), можете и у себя.

Измерительной антенны нет, безэховой камеры - тоже. Но, я так понимаю, главная проблема даже не в этом: можно ли обойтись только анализатором цепей?

Сообщение отредактировал k0l0bun - Dec 27 2013, 09:35

[felix2]

Спасибо, посмотрел информацию на сайте - очень интересный вариант (правда, в материалах на сайте ничего не нашел именно про КПД), буду узнавать детали сотрудничества.


Измерительной антенны нет, безэховой камеры - тоже. Но, я так понимаю, главная проблема даже не в этом: можно ли обойтись только анализатором цепей?

<Без калиброванной антенны вряд ли обойдетись.

[k0l0bun]

<Без калиброванной антенны вряд ли обойдетись.

Это понятно. Я имел ввиду из измерительного оборудования достаточно ли только анализатора цепей?

[felix2]

Это понятно. Я имел ввиду из измерительного оборудования достаточно ли только анализатора цепей?

Может быть и да, если им можно измерить ДН и уровни мощности на передающей и приемной антенне.

[EVS]

можно ли обойтись только анализатором цепей?

Для малых антенн вполне. Измеряется S11 для антенны в св.пространстве и в замкнутом проводящем объеме - метод Вилера (Wheeler-Cap method). Сам не пробовал, но коллеги пользуются.

[dabbler]

Если у Вас имеется калиброванная измерительная антенна и безэховая камера (или открытое пространство), можете и у себя.

Интересно, а как? Неужели диаграмму интегрировать?

[Proffessor]

Интересно, а как? Неужели диаграмму интегрировать?

Измерительная антенна устанавливается в максимуме ДН измеряемой на расстоянии более, чем радиус зоны индукции: R>Лямбда/2*пи (в дальней зоне). На измеряемую антенну от генератора подается сигнал с известной мощностью P1. Измеряется напряженность поля на расстоянии R (Е), далее она пересчитывается в излучаемую мощность Р2, с поправкой на известный коэффициент усиления измеряемой антенны Ga: Р1=(E*R)^2/30*Ga. Отношение мощностей P1/P2 и есть КПД антенны.

Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 28 2013, 15:55

[dabbler]

Измерительная антенна устанавливается в максимуме ДН измеряемой на расстоянии более, чем радиус зоны индукции: R>Лямбда/2*пи (в дальней зоне). На измеряемую антенну от генератора подается сигнал с известной мощностью P1. Измеряется напряженность поля на расстоянии R (Е), далее она пересчитывается в излучаемую мощность Р2, с поправкой на известный коэффициент усиления измеряемой антенны Ga: Р1=(E*R)^2/30*Ga. Отношение мощностей P1/P2 и есть КПД антенны.

Все очень хорошо, ну может кроме определения дальней зоны. Но по этой методике у вас отношение получится равным единице. Коэффициент усиления сам по себе равен произведению КПД на КНД. Т.е.нужно КНД знать. Откуда? Впрочем, по условию задачи вы и коэффициент усиления в общем-то не знаете.

[Proffessor]

Все очень хорошо, ну может кроме определения дальней зоны. Но по этой методике у вас отношение получится равным единице. Коэффициент усиления сам по себе равен произведению КПД на КНД. Т.е.нужно КНД знать. Откуда? Впрочем, по условию задачи вы и коэффициент усиления в общем-то не знаете.

Огласите, пожалуйста свое личное определение дальней зоны.
Предполагается, что коэффициент усиления тестируемой антенны известен. В противном случае опять таки меряем его с помощью измерительной антенны. Если измеренный коэффициент передачи мощности между двумя антеннами равен Gc и известен коэффициент усиления измерительной антенны Gr, то коэффициент усиления тестируемой антенны будет
Ga=(Gc/Gr)*(4*пи*R/Lambda)^2.

Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 28 2013, 22:11

[dabbler]

Огласите, пожалуйста свое личное определение дальней зоны.
Предполагается, что коэффициент усиления тестируемой антенны известен. В противном случае опять таки меряем его с помощью измерительной антенны. Если измеренный коэффициент передачи мощности между двумя антеннами равен Gc и известен коэффициент усиления измерительной антенны Gr, то коэффициент усиления тестируемой антенны будет
Ga=(Gc/Gr)*(4*пи*R/Lambda)^2.

Да его как бы нет, личного. В этой области у нас все общественное:о) Ну посмотрите Фрадина, там все подробно описано, ну не переписывать же здесь учебники. Нравится вам или нет, но так КПД не померить. Было бы все так просто, люди бы так не заморачивались с измерениями той же шумовой температуры. Извините, если что не так.

[Aner]

А что за антенну вы собираетесь померить? И для какой цели это требуется?
Может будет понятнее многим, и если есть что-то готовое, измеряное, то может поделятся опытом.

[k0l0bun]

Для малых антенн вполне. Измеряется S11 для антенны в св.пространстве и в замкнутом проводящем объеме - метод Вилера (Wheeler-Cap method). Сам не пробовал, но коллеги пользуются.

Слышал про такой метод. Хотелось бы знать его достоинства и недостатки (если знаете) по сравнению с:

Измерительная антенна устанавливается в максимуме ДН измеряемой на расстоянии более, чем радиус зоны индукции: R>Лямбда/2*пи (в дальней зоне). На измеряемую антенну от генератора подается сигнал с известной мощностью P1. Измеряется напряженность поля на расстоянии R (Е), далее она пересчитывается в излучаемую мощность Р2, с поправкой на известный коэффициент усиления измеряемой антенны Ga: Р1=(E*R)^2/30*Ga. Отношение мощностей P1/P2 и есть КПД антенны.

Измерительная антенна устанавливается в максимуме ДН измеряемой на расстоянии более, чем радиус зоны индукции: R>Лямбда/2*пи (в дальней зоне). На измеряемую антенну от генератора подается сигнал с известной мощностью P1. Измеряется напряженность поля на расстоянии R (Е), далее она пересчитывается в излучаемую мощность Р2, с поправкой на известный коэффициент усиления измеряемой антенны Ga: Р1=(E*R)^2/30*Ga. Отношение мощностей P1/P2 и есть КПД антенны.

Спасибо! А если использовать в качестве генератора один из портов анализатора цепей? Не хватит подводимой мощности?

Неужели диаграмму интегрировать?

Ну, вообще, да. Проблема как раз в том, что я нигде не встречал у коллег в профессиональной области автоматического поворотного устройства по 2 плоскостям (есть автоматическое в 1 и ручное во второй). С таким агрегатом измерения занимают много времени. Хотелось бы полностью автоматического процесса.

Все очень хорошо, ну может кроме определения дальней зоны. Но по этой методике у вас отношение получится равным единице. Коэффициент усиления сам по себе равен произведению КПД на КНД. Т.е.нужно КНД знать. Откуда? Впрочем, по условию задачи вы и коэффициент усиления в общем-то не знаете.

Ну, как я знаю, отношение будет равным единице, только если антенна согласована до КСВ=1 и не будет материалов с потерями. Меня интересует КПД в частотном диапазоне, да и потери есть в материалах. Чуть ниже опишу конструкцию.

Да его как бы нет, личного. В этой области у нас все общественное:о) Ну посмотрите Фрадина, там все подробно описано, ну не переписывать же здесь учебники. Нравится вам или нет, но так КПД не померить. Было бы все так просто, люди бы так не заморачивались с измерениями той же шумовой температуры. Извините, если что не так.

Предположим, что дальнюю зону определим. Я так понимаю, главное - не мерить ближе, чем в дальней. А для моей нижней граничной частоты 0,7 ГГц, думаю, не сложно будет отвести антенны на несколько метров.

А что за антенну вы собираетесь померить? И для какой цели это требуется?
Может будет понятнее многим, и если есть что-то готовое, измеряное, то может поделятся опытом.

GSM антенна. Частоты ~ 0,7-2,2 ГГц. PCB внутри пластикового корпуса. Максимальный габаритный размер конструкции ~ 150 мм.

Хочу померить, чтобы знать, какой КПД.


В принципе, референсный КПД одной такой антенны есть - мерили в загранице. Что, кстати, возможно, поможет при калибровке.

[Proffessor]

Измеряется S11 для антенны в св.пространстве и в замкнутом проводящем объеме - метод Вилера (Wheeler-Cap method).

Метод вполне реальный. Смысл в том, что помещение антенны в проводящий экран как бы "обнуляет" ее сопротивление излучения, и в активной части входного сопротивления остается только сопротивление потерь. Обьем экрана дорлжен быть меньше обьема ближней зоны антенны. Чтобы при измерении определить активную часть входного сопротивления антенны, нужен векторный анализатор цепей.

Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 30 2013, 07:30

[k0l0bun]

Метод вполне реальный. Смысл в том, что помещение антенны в проводящий экран как бы "обнуляет" ее сопротивление излучения" и в активной части входного сопротивления остается только сопротивление потерь. Чтобы при измерении определить активную часть входного сопротивления антенны, нужен векторный анализатор цепей.

Очень интересно.
А что может выступить в роли

замкнутого проводящего объема

?

Просто замкнутый металлический экран?


А что дальше делать с этим оставшимся сопротивлением потерь?
И еще: экран просто проводящий незазземленный, или заземленный?

[Proffessor]

А что дальше делать с этим оставшимся сопротивлением потерь?
И еще: экран просто проводящий незазземленный, или заземленный?

Если антенна запитывается коаксиальным фидером, металл экранированной камеры надо электрически соединить с экраном фидера, который всегда считается заземленным.
КПД антенны определяется как Rs/Ra, где Rs есть сопротивление излучения, а Ra - активная часть входного сопротивления. Так как Ra есть сумма сопротивлений Rs+Rt, где Rt - сопротивление тепловых потерь в проводах антенны и изоляторах. Поэтому КПД=Rs/(Rs+Rt).
Сперва надо измерить Ra в свободном пространстве. Затем поместить антенну в металлическую камеру и опять измерить активную часть входного сопротивления. В камере оно значительно уменьшится и будет фактически равно Rt. Вычисляем сопротивление излучения как разность Rs=Ra-Rt. И наконец, по известным значениям Rs и Ra вычисляем КПД.

Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 30 2013, 08:59

[dabbler]

Если антенна запитывается коаксиальным фидером, металл экранированной камеры надо электрически соединить с экраном фидера, который всегда считается заземленным.
КПД антенны определяется как Rs/Ra, где Rs есть сопротивление излучения, а Ra - активная часть входного сопротивления. Так как Ra есть сумма сопротивлений Rs+Rt, где Rt - сопротивление тепловых потерь в проводах антенны и изоляторах. Поэтому КПД=Rs/(Rs+Rt).
Сперва надо измерить Ra в свободном пространстве. Затем поместить антенну в металлическую камеру и опять измерить активную часть входного сопротивления. В камере оно значительно уменьшится и будет фактически равно Rt. Вычисляем сопротивление излучения как разность Rs=Ra-Rt. И наконец, по известным значениям Rs и Ra вычисляем КПД.

А что делать с потерями в стенках камеры? А если камера зарезонит? ;о)

[Proffessor]

А что делать с потерями в стенках камеры? А если камера зарезонит? ;о)

1. Полировка и серебрение внутренних поверхностей
2. Подбор размеров и конфигурации камеры, при которых исключаются резонансы.

Сообщение отредактировал Proffessor - Dec 30 2013, 09:11

[Aner]

С этими камерами проблема еще та, в особенности экранировки магнитной составляющей. Одним - двумя слоями, с серебрением не обойтись, ферритами все обложить - тоже проблемы порешать нужно, да и в столь широком диапазоне "чемоданчик" без резонансов не сделать.

[k0l0bun]

1. Полировка и серебрение внутренних поверхностей
2. Подбор размеров и конфигурации камеры, при которых исключаются резонансы.

Что, даже на 2 ГГц важна шероховатость? Насколько я знаю, на этих частотах вообще не запариваются со скин-эффектом.
Ну серебрение (или золочение?) - я понимаю - чтобы снизить омические потери.

С этими камерами проблема еще та, в особенности экранировки магнитной составляющей. Одним - двумя слоями, с серебрением не обойтись, ферритами все обложить - тоже проблемы порешать нужно, да и в столь широком диапазоне "чемоданчик" без резонансов не сделать.

А по поводу резонансов - согласен.
Ну, тут, я думаю, можно так подобрать геометрические размеры, чтобы первый резонанс камеры был или между моими полосами (у меня 2 поддиапазона внутри 0,7-2,2) или ниже 0,7.
Кстати, а какая будет добротность этих резонансов?
Может и забИть вообще на них? Если они узкие. Т.е. измерять до и после разонанса, а внутри - интерполировать. Только вот понять, что это он, резонанс камеры =)

Сообщение отредактировал k0l0bun - Dec 30 2013, 09:28

[Aner]

Золочение не нужно, хуже чем серебрение. Опять таки как делать. Важна шероховатость, скин эффект тут не то, тут отражение от поверхности оч важно, поскольку ближняя зона. Резонансы измерять калиброваными широкополосными антеннами и исключать при измерении.

[k0l0bun]

Золочение не нужно, хуже чем серебрение.

Ошибся, прошу прощения =)

Что-то уж мудреный получается способ. Без отладки с верификациями не обойтись.

А если антенну погрузить в воду? Все поглатится ведь?

Все поглатится ведь?

А, не, не поглатится. ТГц бы поглатились.

[EVS]

А что может выступить в роли...

Да любая банка типа:



Это для примерно 2GHz. Потери в стенках большого значения не имеют.

[k0l0bun]

Да любая банка типа:



Это для примерно 2GHz. Потери в стенках большого значения не имеют.

О! Спасибо!
Я так понимаю, фидер подходит снизу.
А горизонтальный лист несет какую-то важную функцию?

Сообщение отредактировал k0l0bun - Dec 30 2013, 12:31

[Aner]

Да любая банка типа:
...
Это для примерно 2GHz. Потери в стенках большого значения не имеют.

Жень, а ферриты у вас внутри или как? ... или просто жестянка?

[Pir0texnik]

Кстати, а как померить КПД активной приемной антенны? Когда-то давно надо было оценить качество усилителя АА и ничего лучшего, кроме честного измерения 3Д КНД и вычисления по известному КУ КПД (КПД как мера КУ усилителя)на ум не пришло. Описанные выше методы понятно не подходили: антенна приемная и измерять Ra бессмысленно...

[k0l0bun]

Да любая банка типа:
...
Это для примерно 2GHz. Потери в стенках большого значения не имеют.

Евгений, а можете спросить у коллег, они для вычисления КПД используют оригинальные формулы Wheeler'а (упомянутые здесь):

...Поэтому КПД=Rs/(Rs+Rt)...

или формулы из теории Johnston'а и McRory'я:
КПД=2/((dSmax)^-1+(dSmin)^-1)?
Или аналогичные формулы, но из теории Litschke, Geissler'а, Heberling'а, Waldow'а и Wolff'а?
И еще: насколько адекватные будут результаты для низких частот (0,7 ГГц)? Или для этих частот нужно брать банку побольше?
Кстати, всех с Новым годом!

[Proffessor]

Кстати, а как померить КПД активной приемной антенны? Когда-то давно надо было оценить качество усилителя АА и ничего лучшего, кроме честного измерения 3Д КНД и вычисления по известному КУ КПД (КПД как мера КУ усилителя)на ум не пришло.

Вполне адекватный подход, и если окажется КПД>100%, это вполне нормально. Главное, чтобы коэффициент шума антенны был не выше заданного. Потери мощности в приемной активной антенне определяются в основном рассогласованием на стыке пассивной и активной части и тепловые потери не играют роли.

Сообщение отредактировал Proffessor - Jan 10 2014, 08:03

[k0l0bun]

1. Полировка и серебрение внутренних поверхностей
2. Подбор размеров и конфигурации камеры, при которых исключаются резонансы.

Вобщем, метод, действительно, хороший.
Но в чистом виде Wheeler-Cap Method (1959) ((Ra-Rt)/Ra) использовать нужно аккуратно: есть резонансы камеры (которые можно не учесть, не выполняя калибровку), потери, и взаимодействие с самой антенной, которое различное при различных размерах камеры и взаимных расположениях антенна/камера. Также метод будет работать, только если эквивалентное представление сопротивления потерь и сопротивления излучения - последовательное.
Поэтому в 1998 Johnston и McRory предложили более универсальный метод - делать измерения в различных камерах, далее, обрабатывая результаты, они исключали из КПД влияние взаимодействия и потерь камеры.
Потом в 2003 Litschke, Geissler, Heberling, Waldow и Wolff предложили не изменять размеры камеры, а оставить 1 камеру, но мерить на разных частотах, упрощая метод предшественников.
Однако, метод все равно остается узкополосным.
Из свежего - имеется несколько диссертаций, где ребята предлагают некоторые усовершенствования, например Circle Fitting Algorithm, который можно использовать как для полной окружности S11 антенны в банке, так и более точный - вписывание окружности в полуокружность из S11. Этот алгоритм позволят устранять из результатов вклад резонансов, даже если они внутри рабочего диапазона.

Лично я метод проверил в компьютерном моделировании. Результат более чем приемлемый (на низких частотах - все работает, на высоких - сейчас думаю, чего присобачить).
Так что дело за экспериментом!

Сообщение отредактировал k0l0bun - Jan 10 2014, 12:40

[Pir0texnik]

Вполне адекватный подход, и если окажется КПД>100%, это вполне нормально. Главное, чтобы коэффициент шума антенны был не выше заданного. Потери мощности в приемной активной антенне определяются в основном рассогласованием на стыке пассивной и активной части и тепловые потери не играют роли.

именно так, заказчик сильно хотел знать чувствительность девайса, но только вот в те давние времена столкнулись с тем, что было доступно измерение ДН только в двух ортогональных плоскостях, да еще проблема ориентации кабеля при вращении АА... поэтому думали об альтернативе... но так ничего и не придумали.

[k0l0bun]

А кто-нибудь знаком с Source-Stirred Chamber/Cap Method (SSC Method)?
Метод похож на Wheeler-Cap Method, только измерения проводятся в дальней зоне.

[k0l0bun]

Обращаюсь снова с вопросом по тематике измерения КПД:

кто-нибудь знает поставщика безэховых камер в Россию (СПб)? Интересует компактная безэховая камера с начинкой из калиброванной антенны и автоматического поворотного устройства (по 2 плоскостям). Частоты 0,7-3 ГГц (в идеале 0,7-6 ГГц).
Есть много вариантов по оборудованию уже имеющегося помещения - не годится.
Нашел интересный вариант от ETS-Lindgren http://www.ets-lindgren.com/all/ams-8050.
Отправил туда запрос, ищу альтернативные варианты.
Или http://www.satimo.com/content/products/starlab - отличный вариант.

[tsw]

кто-нибудь знает поставщика безэховых камер в Россию (СПб)?

Schwarzbeck Mess-Elektronik
Rohde & Schwarz (на сайте информации нет, но камеры они поставляют точно);
НПП "ТРИМ" (продают радиопоглощающие материалы, насчет камер не уверен).

[Pir0texnik]

Имел, скоро буду опять иметь дело с камерой этих израильтян: http://www.orbitfr.com/content/anechoic-chambers-0
Может Израиль не обратит внимания на санкции (привет путину)...

[k0l0bun]

Имел, скоро буду опять иметь дело с камерой этих израильтян: http://www.orbitfr.com/content/anechoic-chambers-0

- да, я находил информацию по этой форме. Они (ORBIT/FR) совместно с SATIMO являются частью Microwave Vision Group (MVG), представительство которой в России - НПП "ТРИМ". Туда запросил уже тоже.

Rohde & Schwarz (на сайте информации нет, но камеры они поставляют точно);

- да, я с ними тоже консультировался. У них есть 2 компактные камеры, одна из которых (http://www.rohde-schwarz.com/en/product/dst200-productstartpage_63493-11087.html) для меня подошла бы идеально, но в ней нет возможности пассивных измерений (подавать мощность от генератора по кабелю к EUT (AUT)).

Schwarzbeck Mess-Elektronik

- спасибо, запрошу у них тоже.

[k0l0bun]

Кто-нибудь знаком с пассивными измерениями в безэховой камере наподобие
https://cdn.rohde-schwarz.com/pws/product/d...x_landscape.jpg
при помощи анализатора цепей. Интересует процедура калибровки и нормализации.
Конкретно к этой камере для пассивных измерений идет программное обеспечение AMS32, руководство к которому есть внутри руководства на EMS32
http://www3.rohde-schwarz.com/www/FileTran...lp?OpenDocument
Но там не описана калибровка для случая использования VNA. Нужна ли она? И как ее делать?