AntenaPangukuran yaiku proses evaluasi lan analisis kuantitatif kinerja lan karakteristik antena. Kanthi nggunakake peralatan uji khusus lan metode pangukuran, kita ngukur gain, pola radiasi, rasio gelombang ngadeg, respon frekuensi lan parameter liyane saka antena kanggo verifikasi manawa spesifikasi desain antena memenuhi syarat, mriksa kinerja antena, lan menehi saran perbaikan. Asil lan data saka pangukuran antena bisa digunakake kanggo ngevaluasi kinerja antena, ngoptimalake desain, nambah kinerja sistem, lan menehi pandhuan lan umpan balik kanggo produsen antena lan insinyur aplikasi.
Piranti sing Dibutuhake ing Pangukuran Antena
Kanggo uji coba antena, piranti sing paling dhasar yaiku VNA. Jinis VNA sing paling gampang yaiku VNA 1-port, sing bisa ngukur impedansi antena.
Ngukur pola radiasi, gain, lan efisiensi antena luwih angel lan mbutuhake luwih akeh peralatan. Kita bakal nyebut antena sing arep diukur minangka AUT, sing cekakan saka Antenna Under Test. Peralatan sing dibutuhake kanggo pangukuran antena kalebu:
Antena referensi - Antena kanthi karakteristik sing wis dingerteni (gain, pola, lsp.)
Pemancar Daya RF - Cara nyuntikake energi menyang AUT [Antenna Under Test]
Sistem panrima - Iki nemtokake pira daya sing ditampa dening antena referensi
Sistem penentuan posisi - Sistem iki digunakake kanggo muter antena uji relatif marang antena sumber, kanggo ngukur pola radiasi minangka fungsi sudut.
Diagram blok saka piranti ing ndhuwur dituduhake ing Gambar 1.
Gambar 1. Diagram piranti pangukuran antena sing dibutuhake.
Komponen-komponen iki bakal dirembug kanthi ringkes. Antena Referensi mesthi kudu nyebar kanthi apik ing frekuensi uji sing dikarepake. Antena referensi asring antena tanduk terpolarisasi ganda, saengga polarisasi horisontal lan vertikal bisa diukur bebarengan.
Sistem Transmisi kudu bisa ngetokake tingkat daya sing stabil lan wis dingerteni. Frekuensi output uga kudu bisa disetel (bisa dipilih), lan cukup stabil (stabil tegese frekuensi sing sampeyan entuk saka pemancar cedhak karo frekuensi sing dikarepake, ora beda-beda karo suhu). Pemancar kudu ngemot energi sing sithik banget ing kabeh frekuensi liyane (mesthi bakal ana sawetara energi ing njaba frekuensi sing dikarepake, nanging ora kudu ana akeh energi ing harmonik, contone).
Sistem Panampa mung perlu nemtokake pira daya sing ditampa saka antena uji. Iki bisa ditindakake liwat meter daya sing prasaja, yaiku piranti kanggo ngukur daya RF (frekuensi radio) lan bisa disambungake langsung menyang terminal antena liwat jalur transmisi (kayata kabel koaksial nganggo konektor tipe-N utawa SMA). Biasane panrima kasebut minangka sistem 50 Ohm, nanging bisa uga duwe impedansi sing beda yen ditemtokake.
Elinga yen sistem transmisi/panrima asring diganti karo VNA. Pangukuran S21 ngirim frekuensi metu saka port 1 lan ngrekam daya sing ditampa ing port 2. Mula, VNA cocog banget kanggo tugas iki; nanging iki dudu siji-sijine cara kanggo nindakake tugas iki.
Sistem Penentuan Posisi ngontrol orientasi antena uji. Amarga kita pengin ngukur pola radiasi antena uji minangka fungsi sudut (biasane ing koordinat bola), kita kudu muter antena uji supaya antena sumber madhangi antena uji saka saben sudut sing bisa. Sistem penentuan posisi digunakake kanggo tujuan iki. Ing Gambar 1, kita nuduhake AUT sing diputer. Elinga yen ana akeh cara kanggo nindakake rotasi iki; kadhangkala antena referensi diputer, lan kadhangkala antena referensi lan AUT diputer.
Saiki kita wis duwe kabeh peralatan sing dibutuhake, kita bisa ngrembug ing ngendi kudu nindakake pangukuran.
Endi panggonan sing apik kanggo pangukuran antena? Mungkin sampeyan pengin nindakake iki ing garasi sampeyan, nanging pantulan saka tembok, langit-langit, lan lantai bakal nggawe pangukuran sampeyan ora akurat. Lokasi sing ideal kanggo nindakake pangukuran antena yaiku ing njaba angkasa, ing ngendi ora ana pantulan sing bisa kedadeyan. Nanging, amarga perjalanan luar angkasa saiki larang banget, kita bakal fokus ing papan pangukuran sing ana ing permukaan Bumi. Kamar Anechoic bisa digunakake kanggo ngisolasi persiyapan tes antena nalika nyerep energi sing dipantulake nganggo busa penyerap RF.
Rentang Ruang Bebas (Kamar Anechoic)
Rentang ruang bebas yaiku lokasi pangukuran antena sing dirancang kanggo simulasi pangukuran sing bakal ditindakake ing ruang angkasa. Yaiku, kabeh gelombang sing dipantulake saka obyek sing cedhak lan lemah (sing ora dikarepake) ditindhes sabisa-bisane. Rentang ruang bebas sing paling populer yaiku ruang anekoik, rentang sing ditinggikake, lan rentang kompak.
Kamar Anekoik
Kamar anekoik iku antena njero ruangan. Tembok, langit-langit, lan lantai dilapisi bahan penyerap gelombang elektromagnetik khusus. Rentang njero ruangan luwih disenengi amarga kahanan uji coba bisa dikontrol luwih ketat tinimbang antena njaba ruangan. Materi kasebut uga asring bentuke ora rata, saengga kamar-kamar iki cukup menarik kanggo dideleng. Bentuk segitiga sing ora rata dirancang supaya apa sing dipantulake saka antena kasebut cenderung nyebar kanthi acak, lan apa sing ditambahake saka kabeh pantulan acak cenderung nambah kanthi ora koheren lan mula luwih ditekan. Gambar kamar anekoik dituduhake ing gambar ing ngisor iki, bebarengan karo sawetara peralatan uji coba:
(Gambar nuduhake tes antena RFMISO)
Kekurangane kamar anekoik yaiku asring kudu cukup gedhe. Asring antena kudu paling ora sawetara dawa gelombang saka siji liyane kanggo simulasi kahanan medan adoh. Mula, kanggo frekuensi sing luwih murah kanthi dawa gelombang gedhe, kita butuh kamar sing gedhe banget, nanging biaya lan kendala praktis asring mbatesi ukurane. Sawetara perusahaan kontrak pertahanan sing ngukur Penampang Radar pesawat gedhe utawa obyek liyane dikenal duwe kamar anekoik ukuran lapangan basket, sanajan iki ora biasa. Universitas kanthi kamar anekoik biasane duwe kamar sing dawane, jembare, lan dhuwure 3-5 meter. Amarga kendala ukuran, lan amarga bahan penyerap RF biasane paling apik ing UHF lan luwih dhuwur, kamar anekoik paling asring digunakake kanggo frekuensi ing ndhuwur 300 MHz.
Pegunungan sing Dhuwur
Rentang sing Ditinggikake yaiku rentang njaba ruangan. Ing persiyapan iki, sumber lan antena sing diuji dipasang ing ndhuwur lemah. Antena iki bisa dipasang ing gunung, menara, bangunan, utawa ing ngendi wae sing cocog. Iki asring ditindakake kanggo antena sing gedhe banget utawa ing frekuensi rendah (VHF lan ing ngisor, <100 MHz) ing ngendi pangukuran njero ruangan bakal angel. Diagram dhasar saka rentang sing ditinggikake dituduhake ing Gambar 2.
Gambar 2. Ilustrasi saka jangkauan sing luwih dhuwur.
Antena sumber (utawa antena referensi) ora mesthi ana ing elevasi sing luwih dhuwur tinimbang antena uji, aku mung nuduhake kaya ngono ing kene. Garis pandang (LOS) antarane rong antena (digambarake dening sinar ireng ing Gambar 2) kudu ora ana alangan. Kabeh pantulan liyane (kayata sinar abang sing dipantulake saka lemah) ora dikarepake. Kanggo rentang sing dhuwur, sawise lokasi sumber lan antena uji ditemtokake, operator uji banjur nemtokake ing ngendi pantulan sing signifikan bakal kedadeyan, lan nyoba kanggo nyuda pantulan saka permukaan kasebut. Asring bahan penyerap rf digunakake kanggo tujuan iki, utawa bahan liyane sing ngalihake sinar saka antena uji.
Rentang Kompak
Antena sumber kudu diselehake ing medan adoh saka antena uji. Alesane yaiku gelombang sing ditampa dening antena uji kudu gelombang bidang kanggo akurasi maksimal. Amarga antena memancarake gelombang bola, antena kudu cukup adoh supaya gelombang sing dipancarake saka antena sumber kira-kira gelombang bidang - deleng Gambar 3.
Gambar 3. Antena sumber memancarake gelombang kanthi muka gelombang bunder.
Nanging, kanggo kamar njero ruangan asring ora ana pamisahan sing cukup kanggo nggayuh iki. Salah sawijining cara kanggo ndandani masalah iki yaiku liwat rentang kompak. Ing cara iki, antena sumber diarahake menyang reflektor, sing bentuke dirancang kanggo nggambarake gelombang bola kanthi cara sing meh rata. Iki meh padha karo prinsip operasi antena parabola. Operasi dhasar dituduhake ing Gambar 4.
Gambar 4. Rentang Kompak - gelombang bola saka antena sumber dipantulake dadi planar (kolimat).
Dawane reflektor parabola biasane dikarepake kaping pirang-pirang luwih gedhe tinimbang antena uji. Antena sumber ing Gambar 4 diimbangi saka reflektor supaya ora ngalangi sinar sing dipantulake. Ati-ati uga kudu ditindakake supaya ora ana radiasi langsung (silih gandheng) saka antena sumber menyang antena uji.
Wektu kiriman: 03 Januari 2024
