Как правильно проверить антенну на моем устройстве?

Я нахожусь в процессе тестирования устройства Z-Wave, которое я создал с антенной на печатной плате. Я хочу убедиться, что антенна имеет хороший диапазон и уровень генерируемого сигнала достаточно сильный и сопоставим с аналогичными устройствами в полевых условиях.

Как правильно проверить дальность своего устройства?

Вы можете использовать анализатор спектра, чтобы убедиться, что:

• Антенна излучает с правильной частотой (диапазоном).
• Выходная мощность - это ожидаемая (теоретически рассчитанная) выходная мощность (или она достаточно близка).

Версия анализатора спектра более высокого класса (включая анализатор частоты ошибок по битам) может помочь вам в дальнейшем убедиться в правильности не только антенны, но и кодировки.

Существует два основных подхода к характеристике антенны и ее эффективности в системе, free spaceи in-situ. Первый даст вам наилучшую базовую линию, он менее восприимчив к шуму измерения (особенно если у вас есть доступ к большой безэховой камере) и, вероятно, лучше всего подходит для выбора между вариантами возможных антенн. In-situизмерения гораздо менее точны, но позволяют вам быть более точным в отношении возможного рабочего сценария и исключать глупые ошибки (например, забывать, что у конечного устройства есть проводящий случай).

Оба подхода требуют передачи-приема пары. Либо одно, либо оба могут быть реальными устройствами, распространение является коммутативным. Позаботьтесь об использовании репрезентативных источников питания и автономной работы на реальном тестовом устройстве. Если вы подключите кабель питания или последовательный кабель, они станут частью антенной системы.

Хорошей альтернативой анализатору спектра является программно определяемое радио. Некоторые ключи USB-DVBTV можно использовать по очень низкой цене. Вы не должны беспокоиться о точности сигнала в этом сценарии, простой мощности сигнала должно быть достаточно.

В идеале вы должны быть достаточно близки к тому, чтобы исправленная частота ошибок не была полезной метрикой. Независимо от этого, вы должны понимать, как сила сигнала, неисправленная частота ошибок и производительность системы связаны с тем, чтобы определить, к какой рабочей точке вы стремитесь.

Для измерений в свободном пространстве в идеале вы должны находиться в открытом поле без линий электропередач и отражающих структур на протяжении многих десятков метров. Поместите тестируемое устройство на деревянную подставку и наблюдайте за ним с расстояния 5-10 метров (по крайней мере, на нескольких длинах волн). Поверните его во всех направлениях и измерьте. Повторите с помощью сравнительного устройства, повторите с любыми другими вариациями, которые вас волнуют. Направленная антенна на интересующей частоте обычно используется на одном конце испытательного диапазона, это устраняет некоторые отклонения из-за местоположения испытания (и вашего присутствия вблизи этого конца)

Для измерений на месте важно испытать как можно больше реалистичных развертываний. В идеале вы должны запускать устройство с устройства, при этом качество сигнала регистрируется на устройстве. Ищите наихудшие сценарии, которые вы можете найти - конечные пользователи могут найти еще худшие.

В случае сомнений обратитесь к испытательному центру по электромагнитной совместимости. Они часто могут проконсультироваться, например, при проверке вашего подхода с некоторыми точечными измерениями. С настраиваемой антенной вам, вероятно, все равно понадобятся их услуги позже.

Для того, чтобы как минимум правильно проверить антенну, необходимы следующие пункты

• Исходная антенна с известной диаграммой направленности и передатчик, такой как генератор радиосигналов, создают известные сигналы
• Тестовая антенна с приемной системой измеряет и контролирует прием РЧ-сигнала. В этом случае z-wave устройство может быть использовано приемной системой.
• Тестируемая антенна (AUT) должна быть проверена как функция угла. Для поворота AUT относительно исходной системы необходимо использовать систему позиционирования.

Ниже приведена простая диаграмма, иллюстрирующая вышеизложенное.

_{Нажмите на изображение, чтобы увеличить версию изображения.}

Вышеуказанная настройка поможет проверить AUT как передатчика, так и приемника.

Следующий набор диапазонов, подходящий для применения, должен быть выбран. Наиболее распространенными являются

Повышенный диапазон (свободное пространство)

Тестирование свободного пространства иногда делится на тестирование на открытом воздухе и в помещении. Для внутренних испытаний безэховая камера будет работать очень хорошо.

_{Нажмите на изображение, чтобы увеличить версию изображения.}

Компактные Диапазоны

Хорошо бы рассмотреть возможность предварительного тестирования компактного полигона. В простейшем виде параболический отражатель используется для создания плоской волны, соответствующей выполнению необходимых измерений. Ниже приведен сложный пример.

_{Нажмите на изображение, чтобы увеличить версию изображения.}

После того, как оборудование и возможные тестовые настройки были определены, необходимо оценить основы Антенны. Ниже приведен список для рассмотрения

• Диаграммы излучения (усиление и эффективность)
• Импеданс ( V oltage S tanding W пр R ATIO)
• Пропускная способность
• поляризация

Ссылки:

• Введение в измерение антенны
• Дизайн и оценка диапазона антенн
• Измерения антенны
• Руководство по выбору антенны
• Процедуры тестирования для реализации динамического выбора частоты (DFS) в диапазоне 5 ГГц