天线波束宽度在射频测试中的重要性

下载本文的副本天线波束宽度对射频测试的重要性


天线波束宽度决定了给定天线方向和辐射距离的预期信号强度。由于天线类型、设计、方向和无线电频率等不同因素,波束宽度会有所不同。了解波束宽度及其如何影响测试环境对于准确和可重复的测试是至关重要的。


如何测量波束宽度

要计算天线波束宽度,首先要了解天线的方向和天线增益。增益大于增加的信号强度。它与天线的方向性直接相关:通过降低另一个方向的信号强度来增加一个方向的信号强度。天线增益是参照理论,纯全向天线,辐射功率均匀的所有方向,在一个完美的球体的形状。增益以分贝(dB)为单位,这是一个对数刻度,因为射频(RF)功率随距离呈对数下降。在产品测试过程中,要确保测试正确、准确和可重复,必须考虑增益的所有这些组成部分。


图1。半功率值,也称为-3 dB点,由图1中的红线表示,它决定并定义了主射频瓣及其宽度或波束宽度。


天线波束宽度

图1
天线的辐射图用圆形图表示,圆形图表示传播的波瓣。这些2D图表代表了一个3D信号,并显示了天线增益的预期增强和减弱。对于一个纯粹的全向天线,它看起来就像2D图表中的一个圆或3D图表中的一个球体,但大多数天线都有一定的方向性。在图表上,方向性表现为从原点延伸出的多个辐射波瓣,用较长的波瓣表示较高的增益。


由于定向天线以扩展模式辐射,测量和评估天线在特定方向上的输出或接收增益可能具有挑战性。打个比方,假设一个膨胀的(完全圆的)气球代表一个全向天线。挤压气球的两侧会产生一个类似定向天线的形状。


将图表缩小到模式宽度的数字,会使覆盖区域看起来比实际要大。为此,半功率值,也称为-3 dB点,由图1中的红线表示,决定并定义了主射频瓣及其宽度或波束宽度。半功率宽度作为波束宽度的一个数字,可以更准确地表示信号主要辐射的位置。


EMC产品测试在测试中需要研究的其他因素是E和H场。射频辐射由磁场(H)和电场(E)组成,这两个场平面总是相互垂直的。当天线被设计成以特定的偏振辐射时,这一点很重要。天线的偏振对应于E面,尽管它也有一个垂直的H面。天线极化对信号强度有显著影响。


考虑到不同的天线和频率

每个天线都有一个特定的波束宽度模式,但这个模式在所有频率上都不是恒定的。因此,在测试时考虑波束宽度差异时,考虑操作频率是很重要的。频率越高,波长越小;所以一般来说,频率越高,波束宽度越窄,方向性越强。光束的散度与频率有一个公式关系,因此很容易解释这些影响。


每个天线都有一个特定的波束宽度模式,但这个模式在所有频率上都不是恒定的。因此,在测试时考虑波束宽度差异时,考虑操作频率是很重要的。频率越高,波长越小;所以,一般来说,频率越高,波束宽度越窄,方向性越强。光束的散度与频率有一个公式关系,因此很容易解释这些影响。


天线波束宽度覆盖计算

图2
图2。典型的测试设置在一个暗室与对数周期天线,其波束宽度在1米覆盖0.536米2测试区域。这说明了计算相对于波束宽度和天线所需的测试距离的必要性。


每个天线都有不同的特性和方向性。为特定的测试选择具有相应波束宽度的适当天线是很重要的。除了波束宽度之外,它的谐振频率、带宽、极化和增益等因素也会起作用。没有一个单一的天线设计可以覆盖所有方面,因此为每个测试选择最佳的天线是必要的。


对数周期天线对数周期天线具有宽频带宽,同时也可以设计成具有相当数量的方向性。通常,对数周期的波束宽度与臂长、单元间距、锥度和单元数量有关。波束宽度通常用于测试半功率。这可以根据天线特性计算,通常从制造商那里获得。天线的半功率波束宽度,以及到被测设备的距离(DUT)提供了建立测试环境所需的信息。一个在线波束宽度覆盖计算器是可用的。


喇叭天线喇叭天线具有合理的方向性,适用于微波频率,由波导馈电。它们比其他一些微波天线解决方案具有更宽的带宽,这使它们成为测试的良好天线选择。在不同种类的喇叭天线是金字塔,锥形或波纹喇叭。不同的类型影响着辐射模式和束宽。一个这样的例子是喇叭天线设计为具有极性,通过向外展开,使其可以与E或H平面对齐。


测试过程

测试产品的射频符188金宝搏官网登录合性,输出,磁化率或其他标准是必要的,以满足FCC的要求,并确保质量和设计。测试是在一个消声室中进行的,目的是吸收射频能量,以便只有预期的信号出现。天线或天线系统被放置在设备周围的不同位置,以确定其特性。必须考虑到许多细节,如测试频率、天线类型、位置、方向、波束宽度以及它到DUT的距离,所有这些都是实现可重复和可靠结果的重要标准。


虚假排放测试被设计用来识别来自DUT的非有意或非一次传输。该测试通常是为了符合FCC第15部分,但也可能是为了了解设备是如何运行的或它如何影响周围的设备。测试设置包括将DUT放置在与已知波束宽度的接收天线的指定距离上,并观察接收到的不同频率的信号,以及天线的放置。这些数据的组合创建了DUT的所有射频排放的图片,并确定它是否符合规定。


喇叭天线波束宽度射频敏感度测试决定了外界射频信号将如何影响设备的正常功能。就像假发射一样,测试是在一个消声室中进行的,在那里一个辐射天线被放置在距离DUT一定距离的地方。天线发射指定强度和频率的信号,尽管经常测试多个频率。可以使用一个接收探头来确保DUT附近的场强是正确的。然后对设备进行操作,以确定外部射频何时或是否干扰正常操作以及干扰程度。无线电接收器等设备由于接收器过载而受影响最大,但计算机设备等设备由于时钟频率和其他电路的干扰而在一定程度上受到影响。
这是一个场强计算器帮助确定场强。


重复性对任何测试都很重要,这适用于射频测试。使用相同的设备和设施进行测试应该是可重复的,如果测试程序设置正确并对设备进行了校准,测试也应该是可重复的,在多个地点使用不同的设备进行测试。射频测试中产生不同结果的一些原因是由于测试天线,因此在设置和测试设备选择期间必须小心执行。


测试设置是波束宽度需要考虑的另一个重要因素。为了建立该系统,一个已知波束宽度的天线与设备和频率相对应,用来计算覆盖整个DUT所需的距离。根据DUT的大小和天线的波束宽度,可能需要在多个位置设置天线。一旦计算出波束宽度,就可能确定它没有完全覆盖DUT。在这种情况下,有必要用第二次或第三次放置天线来重复测试,以便覆盖整个设备。


结论

射频测试要求准确度、重复性以及对测试设备和环境的了解。为了满足标准,必须控制许多特性。计算和理解天线波束宽度是至关重要的,因为它影响许多测试结果。选择与波束宽度相对应的天线和位置是至关重要的。


为了帮助选择测试天线、计算天线波束宽度或波束宽度测量服务,
联系188金宝搏备用A.H.系统公司



额外的资源:首页

下载本文的副本天线波束宽度对射频测试的重要性
这是一个链接到我们的便利天线波束宽度覆盖计算器
这篇文章提到场强计算
了解更多有关我们天线波束宽度测量服务


188金宝搏app官网下载

188金宝搏备用A.H.系统公司
科兹克罗夫特大街9710号。
查茨沃斯,CA 91311

P:(818) 998-0223

F:(818) 998-6892

E电子邮件

产品展示

双脊导向喇叭天线

双脊导向喇叭天线
sas - 571
  • 700mhz ~ 18ghz
  • 精密加工,坚固的结构
  • 宽带高频

高增益,低驻波比,输入处理能力高达300瓦连续波,坚固的设计使这款EMC喇叭天线非常适合抗扰和发射测试。


细节

额外的资源

场强计算

场强计算

这里有一个计算工具,以帮助确定在给定距离的实际场强或功率密度。(更多…)

产品展示

前置放大器

18 GHz前置放大器
pam - 0118 p
  • 20mhz至18ghz
  • 包括1瓦限位器,用于增加保护
  • 单独校准

这种高增益前置放大器在宽工作频率范围内具有坚固的性能。增加的保护一瓦限幅器是一个理想的解决方案时,在高领域的测试。


细节

额外的资源

天线波束宽度覆盖计算

场强计算

该工具将计算天线从指定距离将覆盖的最大覆盖范围和天线的半功率波束宽度。(更多…)