Làm cách nào để kiểm tra chính xác ăng-ten PCB của thiết bị?

Tôi đang trong giai đoạn thử nghiệm thiết bị Z-Wave mà tôi đã tạo bằng ăng-ten PCB. Tôi muốn đảm bảo rằng ăng-ten có phạm vi tốt và cường độ tín hiệu được tạo ra đủ mạnh và có thể so sánh với các thiết bị tương tự trong trường.

Làm thế nào tôi có thể kiểm tra đúng thiết bị của mình?

Bạn có thể sử dụng máy phân tích phổ để đảm bảo rằng:

• Ăng-ten đang phát ra ở tần số chính xác (phạm vi).
• Công suất đầu ra là công suất đầu ra dự kiến ​​(tính theo lý thuyết) (hoặc nó đủ gần).

Phiên bản cao cấp hơn của máy phân tích phổ (bao gồm máy phân tích tỷ lệ lỗi bit) có thể giúp bạn tiếp tục đảm bảo rằng không chỉ ăng-ten mà cả mã hóa đều chính xác.

Có hai cách tiếp cận chính để mô tả ăng-ten và tính hiệu quả của nó trong hệ thống, free spacevà in-situ. Đầu tiên sẽ cung cấp cho bạn một đường cơ sở tốt nhất, ít bị nhiễu đo lường (đặc biệt là nếu bạn có quyền truy cập vào buồng không phản xạ lớn) và có thể hoạt động tốt nhất để chọn giữa các biến thể ăng ten ứng cử viên. In-situcác phép đo ít dứt khoát hơn, nhưng cho phép bạn cụ thể về một kịch bản làm việc có thể xảy ra và loại trừ các lỗi ngớ ngẩn (như quên rằng thiết bị cuối cùng có một casework dẫn điện).

Cả hai phương pháp đều yêu cầu một cặp truyền-nhận. Một hoặc cả hai có thể là thiết bị thực, tuyên truyền là giao hoán. Cẩn thận sử dụng nguồn cung cấp năng lượng đại diện và vận hành tự động trên thiết bị thử nghiệm thực. Nếu bạn kết nối cáp nguồn hoặc cáp nối tiếp, chúng sẽ trở thành một phần của hệ thống ăng ten.

Một thay thế tốt cho máy phân tích phổ là Radio Defined Software. Một số khóa USB-DVBTV có thể được sử dụng với chi phí rất thấp. Bạn không nên quan tâm đến độ trung thực tín hiệu trong kịch bản này, cường độ tín hiệu đơn giản là đủ.

Lý tưởng nhất là bạn sẽ đủ gần trong tỷ lệ lỗi không đáng lo ngại đó không phải là một số liệu hữu ích. Một cách độc lập, bạn nên hiểu cường độ tín hiệu, tỷ lệ lỗi không được quan tâm và hiệu suất hệ thống có liên quan đến việc tìm ra điểm hoạt động mà bạn đang hướng tới.

Đối với các phép đo không gian miễn phí, lý tưởng nhất là bạn sẽ ở trong một trường mở, không có đường dây điện và cấu trúc phản chiếu trong nhiều 10 mét. Đặt DUT trên giá đỡ bằng gỗ và quan sát nó từ khoảng cách 5-10 mét (ít nhất là vài bước sóng). Xoay nó theo mọi hướng, và đo. Lặp lại với một thiết bị so sánh, lặp lại với bất kỳ biến thể nào khác mà bạn quan tâm. Một ăng ten định hướng ở tần suất quan tâm thường được sử dụng ở một đầu của phạm vi thử nghiệm, điều này loại bỏ một số biến thể do vị trí thử nghiệm (và sự hiện diện của bạn ở gần đầu này)

Đối với các phép đo tại chỗ, điều quan trọng là phải thử nghiệm càng nhiều triển khai thực tế càng tốt. Lý tưởng nhất là bạn sẽ chạy thiết bị này đến thiết bị khác, với chất lượng tín hiệu được ghi lại trên thiết bị. Tìm kiếm các tình huống xấu nhất mà bạn có thể tìm thấy - người dùng cuối có thể tìm thấy những tình huống thậm chí còn tồi tệ hơn.

Nếu nghi ngờ, hãy tham khảo một cơ sở thử nghiệm EMC. Họ thường có thể tham khảo ý kiến, ví dụ, xác nhận cách tiếp cận của bạn với một số phép đo tại chỗ. Với ăng-ten tùy chỉnh, có thể bạn sẽ cần dịch vụ của họ sau này.

Để kiểm tra đúng ăng-ten tối thiểu, cần có các mục sau đây

• Một ăng ten nguồn có mẫu và bộ phát đã biết như bộ tạo tín hiệu RF tạo ra các tín hiệu đã biết
• Anten kiểm tra với hệ thống thu và đo tín hiệu RF nhận. Trong trường hợp này, thiết bị sóng z có thể được sử dụng hệ thống máy thu.
• Anten được thử nghiệm (AUT) cần được kiểm tra như chức năng của góc. Một hệ thống định vị cần được sử dụng để xoay AUT đối với hệ thống nguồn.

Dưới đây là một sơ đồ đơn giản để minh họa ở trên.

_{Click vào hình ảnh cho một phiên bản lớn hơn của hình ảnh.}

Thiết lập ở trên sẽ giúp kiểm tra AUT cả máy phát và máy thu.

Bộ phạm vi tiếp theo phù hợp cho ứng dụng cần phải được chọn. Những cái phổ biến nhất là

Phạm vi nâng cao (Không gian miễn phí)

Kiểm tra không gian miễn phí đôi khi được chia thành thử nghiệm ngoài trời và trong nhà. Đối với thử nghiệm trong nhà, một buồng không phản xạ sẽ hoạt động rất tốt.

_{Click vào hình ảnh cho một phiên bản lớn hơn của hình ảnh.}

Phạm vi nhỏ gọn

Nó là tốt để xem xét preforming thử nghiệm phạm vi nhỏ gọn. Đơn giản nhất từ ​​một gương phản xạ parabol được sử dụng để tạo ra sóng phẳng phù hợp với việc thực hiện các phép đo cần thiết. Dưới đây là một ví dụ công phu.

_{Click vào hình ảnh cho một phiên bản lớn hơn của hình ảnh.}

Sau khi thiết bị và thiết lập thử nghiệm có thể đã được xác định các nguyên tắc cơ bản của Anten cần được đánh giá. Sau đây là danh sách để xem xét

• Các mẫu bức xạ (đạt được và hiệu quả)
• Trở kháng ( V ol volt S tanding W ave R atio)
• Băng thông
• Phân cực

Tài liệu tham khảo:

• Giới thiệu về đo ăng ten
• Thiết kế và đánh giá ăng-ten
• Đo ăng ten
• Hướng dẫn lựa chọn anten
• Quy trình thử nghiệm để triển khai Lựa chọn tần số động (DFS) trong băng tần 5GHz