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WIFI天线参量丈量

发布日期:2018-12-08 编辑: 点击:

    WIFI天线参量丈量WIFI天线

    WIFI天线参量是描述WIFI天线特征的量,可用试验的办法测定。WIFI天线参量的丈量(简称为WIFI天线丈量)是规划WIFI天线和调整WIFI天线的重要手法。由于WIFI天线的特征是多方面的,所以一个WIFI天线有很多个参量(见WIFI天线特性参量、WIFI天线方向性、WIFI天线阻抗)。在这些参量中,大多数情况下要侧重丈量的是方向图、输入阻抗和增益。
    WIFI天线方向图的丈量  图1是丈量经过WIFI天线相位中心各平面内的方向图的计划之一。图中WIFI天线1为被测WIFI天线,与信号发生器相连用作发射,它装在旋转平台上能作360°滚动;WIFI天线2为辅助WIFI天线,它与电场强度计相连以便测得离被测WIFI天线必定间隔处的场强。两WIFI天线的极化特性要求相同,为了近似满意远场条件,两WIFI天线间的间隔应满意
    当滚动被测WIFI天线1时,可在WIFI天线2处测得以滚动角θ表明的函数的电场强度E(θ),于是就可画出滚动平面内的WIFI天线 1的方向图。若被测WIFI天线为半波WIFI天线,它的子午面内的方向图如图2a,当把WIFI天线滚动90°使之垂直于滚动平面时,可测得赤道面内的方向图(图2b)。若把WIFI天线任意倾斜装置,则可测得任意面内的方向图。此外,也可固定被测WIFI天线1,而把辅助WIFI天线2沿以被测WIFI天线为中心,间隔r为半径的圆周运动,同样能够测得WIFI天线的方向图。若把收发条件互换,即把被测WIFI天线用作接纳,辅助WIFI天线用作发射,终究测得的WIFI天线方向图并无改变,这是契合WIFI天线互易定理的。
    WIFI天线输入阻抗的丈量  WIFI天线输入阻抗是从WIFI天线的输入端向WIFI天线看去的阻抗,从准则上说,所有丈量阻抗的办法都能够用来丈量WIFI天线的输入阻抗。但实践上,常用的办法是电桥法和丈量线法。前者常用于短波以下,后者常用于超短波以上的WIFI天线。
    WIFI天线输入阻抗的电桥法丈量。图中的信号发生器发生所需频率的电压,把它加到电桥的一个对角线上,在另一对角线上接高频微伏电压表作平衡指示器。电桥由四个阻抗构成,其中Z1和Z2为固定阻抗,Z3为可变阻抗,Zx为被测WIFI天线的输入阻抗,即把WIFI天线的输入端作为电桥的一个臂。调节可变阻抗使平衡指示器的读数为零,表明电桥已到达平衡,根据电桥平衡条件就可核算出
    能够按照图4用丈量线法丈量WIFI天线的输入阻抗。图中的丈量线是一段(长度应大于半波长)带有可移动场强指示器的传输线,丈量线的一端连接信号发生器,发生器调到所需的频率,丈量线的另一端连接被测WIFI天线。经过丈量沿丈量线上的电压(电场)散布(图4),就能够用下式算出被测WIFI天线的输入阻抗Zx
    式中ZC为丈量线的特性阻抗;K为行波系统,,λ为作业波长;z0为第一个电压波节至被测阻抗连接点的间隔。
    用丈量线法测阻抗时,根据测得的数据核算待测阻抗值是一件费时的作业,特别由于WIFI天线的输入阻抗是随作业频率而改变的,所以当需求在很多的频率点上丈量WIFI天线的输入阻抗时,作业量将大为增加。但若用圆图来核算待测阻抗或用主动扫频阻抗丈量仪,则可大大削减丈量WIFI天线输入阻抗的作业量。
    WIFI天线增益系数的丈量  WIFI天线增益系数的丈量常用绝对法和比较法。可按图5用绝对法测WIFI天线的增益系数。首要用功率计和场强计分别测出待测WIFI天线的输入功率和满意远间隔 r处的电场强度,然后用下式求得该WIFI天线的增益系数:
    式中E为间隔r处最大辐射方向的电场强度;P为输入功率。
    可按图6用比较法测WIFI天线的增益系数。信号发生器的输出经匹配器先接到被测WIFI天线,此刻场强计在间隔r处测得电场强度为E1;然后用已知增益为G′倍的标准WIFI天线替换被测WIFI天线,并重新调整匹配,由场强计测得电场强度为E2。再用下式即可算出被测WIFI天线的增益系数G:
    模仿丈量  在试验室内进行WIFI天线参量的丈量时要求被测WIFI天线有一个“适宜”的尺度。有用WIFI天线的尺度巨细悬殊,大的达几百米以上,而小的只有几个毫米。为便于丈量,可在恰当频率上丈量缩小或扩大了的模型。此刻需求先规划好模型WIFI天线,使它的参量和实践WIFI天线的相同。这就是WIFI天线的模仿丈量。
    在自由空间条件下,制造线度因子为Kd的模型WIFI天线(即模型WIFI天线的尺度等于实践WIFI天线的尺度除以Kd),在丈量时应满意下列条件:作业频率f2=Kd·f1,模型WIFI天线的电导率σ2=Kd·σ1,此处f1和σ1表明实践WIFI天线的作业频率和电导率。
    在实践WIFI天线的模仿丈量中,往往只能满意上述第一个条件,而满意不了第二个条件,但这关于大多数高效率的WIFI天线,不会引入太大的差错。
    近场丈量  关于射电天文、雷达设备等应用的大口径WIFI天线,丈量时很难满意所需的最小间隔。如WIFI天线口径 100米,作业波长10厘米,测验间隔
    ,这样大的测验场地事实上是无法办到的。还由于地球表面曲率的影响,为使电磁波不为球形地球表面所遮挡,收发WIFI天线的高度也将到达不现实的程度。对这样的大WIFI天线,其参量的丈量通常有两种办法,即运用射电星的丈量技能和近场丈量技能。
    射电星丈量技能就是运用辐射稳定的射电星作为发射源,被测WIFI天线用于接纳。这样就可确保收发间间隔远大于最小测验间隔。
    近场丈量技能是在WIFI天线邻近(距WIFI天线表面仅几个焦距的间隔范围内)丈量远区的WIFI天线参量。近场丈量技能包含缩距法、聚集法和外推解析法。
    ① 缩距法:运用特定的信号发射WIFI天线,使收发WIFI天线之间的间隔削减后,仍能确保发射WIFI天线在接纳WIFI天线口径处发生如同远间隔时一样的平面波。一般的发射WIFI天线在其邻近发生的是球面波。为把球面波校正为平面波,可用附加的透镜或抛物面反射器等。
    ② 聚集法:调整被测WIFI天线,使如抛物面反射器WIFI天线、透镜WIFI天线、相控阵WIFI天线等有聚集特性的WIFI天线,原来对无量远处的聚集改变为聚集于近场区(几个焦距或几十个波长的间隔内),然后在焦区测取其方向图。使WIFI天线聚集于近场区的办法是:对抛物面反射器WIFI天线可把馈源从焦点沿轴外移一小段间隔;对透镜WIFI天线可把馈源装置在一个焦距到两个焦距的范围内;对相控阵WIFI天线则可经过恰当调整其移相器而到达。
    ③ 外推解析法:先测得WIFI天线口径上的场散布或WIFI天线导体表面上的电流散布,然后用解析的办法算出远区场散布,即WIFI天线的远区方向图。
    微波暗室  在普通试验室内进行WIFI天线参量的丈量时,周围环境使电磁波发生反射、散射和绕射等现象,这些反射、散射和绕射场对丈量场的“搅扰”导致丈量精度的下降,这对方向图的零值深度和副瓣等弱小场的丈量,影响尤为严峻。树立微波暗室能够处理这个问题。微波暗室就是周围装置微波吸取资料的试验室。暗室不光用于WIFI天线丈量,还可用于目标散射场和绕射场等弱场强的丈量。运用暗室除能削弱搅扰场因此提高丈量精度外,还能确保有一个保密的、全天候的丈量环境。从1953年树立第一个微波暗室以来,暗室的技能指标已有很大的改善。
    起先,暗室采用平板型吸取资料,这种资料的吸取频带较窄。现代宽带微波暗室大多运用锥形或楔形吸取资料。一个规划良好的微波暗室,在丈量区内的搅扰场能够做到-40分贝以下。

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