એન્ટેનામાપન એ એન્ટેના પ્રદર્શન અને લાક્ષણિકતાઓનું માત્રાત્મક મૂલ્યાંકન અને વિશ્લેષણ કરવાની પ્રક્રિયા છે. વિશિષ્ટ પરીક્ષણ સાધનો અને માપન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને, અમે એન્ટેનાની ડિઝાઇન વિશિષ્ટતાઓ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે કે કેમ તે ચકાસવા માટે, એન્ટેનાની કામગીરી તપાસો, અને એન્ટેનાના ગેઇન, રેડિયેશન પેટર્ન, સ્ટેન્ડિંગ વેવ રેશિયો, ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ અને એન્ટેનાના અન્ય પરિમાણોને માપીએ છીએ. સુધારણા સૂચનો આપો. એન્ટેના માપનના પરિણામો અને ડેટાનો ઉપયોગ એન્ટેના પ્રદર્શનનું મૂલ્યાંકન કરવા, ડિઝાઇનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા, સિસ્ટમની કામગીરીમાં સુધારો કરવા અને એન્ટેના ઉત્પાદકો અને એપ્લિકેશન એન્જિનિયરોને માર્ગદર્શન અને પ્રતિસાદ આપવા માટે કરી શકાય છે.
એન્ટેના માપમાં જરૂરી સાધનો
એન્ટેના પરીક્ષણ માટે, સૌથી મૂળભૂત ઉપકરણ VNA છે. VNA નો સૌથી સરળ પ્રકાર એ 1-પોર્ટ VNA છે, જે એન્ટેનાના અવરોધને માપવામાં સક્ષમ છે.
એન્ટેનાની રેડિયેશન પેટર્ન, ગેઇન અને કાર્યક્ષમતાનું માપન વધુ મુશ્કેલ છે અને તેના માટે ઘણા વધુ સાધનોની જરૂર પડે છે. અમે AUT માપવા માટેના એન્ટેનાને કહીશું, જે એન્ટેના અંડર ટેસ્ટ માટે વપરાય છે. એન્ટેના માપન માટે જરૂરી સાધનોમાં શામેલ છે:
સંદર્ભ એન્ટેના - જાણીતી લાક્ષણિકતાઓ (ગેઇન, પેટર્ન, વગેરે) સાથે એન્ટેના
એક RF પાવર ટ્રાન્સમીટર - AUT [એન્ટેના અંડર ટેસ્ટ] માં ઉર્જા દાખલ કરવાની રીત
રીસીવર સિસ્ટમ - આ સંદર્ભ એન્ટેના દ્વારા કેટલી શક્તિ પ્રાપ્ત થાય છે તે નિર્ધારિત કરે છે
પોઝિશનિંગ સિસ્ટમ - આ સિસ્ટમનો ઉપયોગ સ્રોત એન્ટેનાની તુલનામાં પરીક્ષણ એન્ટેનાને ફેરવવા માટે, કોણના કાર્ય તરીકે રેડિયેશન પેટર્નને માપવા માટે થાય છે.
ઉપરોક્ત સાધનોનો બ્લોક ડાયાગ્રામ આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવ્યો છે.
આકૃતિ 1. જરૂરી એન્ટેના માપન સાધનોનો ડાયાગ્રામ.
આ ઘટકોની ટૂંકમાં ચર્ચા કરવામાં આવશે. સંદર્ભ એન્ટેના અલબત્ત ઇચ્છિત પરીક્ષણ આવર્તન પર સારી રીતે પ્રસારિત થવો જોઈએ. સંદર્ભ એન્ટેના ઘણીવાર દ્વિ-ધ્રુવીકૃત હોર્ન એન્ટેના હોય છે, જેથી એક જ સમયે આડા અને વર્ટિકલ ધ્રુવીકરણને માપી શકાય.
ટ્રાન્સમિટીંગ સિસ્ટમ સ્થિર જાણીતા પાવર લેવલને આઉટપુટ કરવામાં સક્ષમ હોવી જોઈએ. આઉટપુટ ફ્રીક્વન્સી પણ ટ્યુનેબલ (પસંદ કરી શકાય તેવી) અને વ્યાજબી રીતે સ્થિર હોવી જોઈએ (સ્થિર એટલે કે ટ્રાન્સમીટરમાંથી તમે જે આવર્તન મેળવો છો તે તમે ઇચ્છો તે આવર્તનની નજીક છે, તે તાપમાન સાથે વધુ બદલાતી નથી). ટ્રાન્સમીટરમાં અન્ય તમામ ફ્રીક્વન્સીઝ પર ખૂબ ઓછી ઉર્જા હોવી જોઈએ (હંમેશા ઇચ્છિત આવર્તનની બહાર થોડી ઉર્જા હશે, પરંતુ હાર્મોનિક્સમાં ઘણી ઉર્જા હોવી જોઈએ નહીં, દાખલા તરીકે).
પ્રાપ્તિ પ્રણાલીને ફક્ત તે નક્કી કરવાની જરૂર છે કે ટેસ્ટ એન્ટેનામાંથી કેટલી શક્તિ પ્રાપ્ત થાય છે. આ એક સાદા પાવર મીટર દ્વારા કરી શકાય છે, જે RF (રેડિયો ફ્રીક્વન્સી) પાવરને માપવા માટેનું એક ઉપકરણ છે અને તેને ટ્રાન્સમિશન લાઇન (જેમ કે N-પ્રકાર અથવા SMA કનેક્ટર્સ સાથેની કોક્સિયલ કેબલ) દ્વારા સીધા એન્ટેના ટર્મિનલ્સ સાથે કનેક્ટ કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે રીસીવર એ 50 ઓહ્મ સિસ્ટમ હોય છે, પરંતુ જો સ્પષ્ટ કરેલ હોય તો તે અલગ અવબાધ હોઈ શકે છે.
નોંધ કરો કે ટ્રાન્સમિટ/રિસીવ સિસ્ટમ ઘણીવાર VNA દ્વારા બદલવામાં આવે છે. S21 માપન પોર્ટ 1 ની બહાર ફ્રીક્વન્સી ટ્રાન્સમિટ કરે છે અને પોર્ટ 2 પર પ્રાપ્ત પાવર રેકોર્ડ કરે છે. તેથી, VNA આ કાર્ય માટે સારી રીતે અનુકૂળ છે; જો કે આ કાર્ય કરવા માટેની તે એકમાત્ર પદ્ધતિ નથી.
પોઝિશનિંગ સિસ્ટમ ટેસ્ટ એન્ટેનાના ઓરિએન્ટેશનને નિયંત્રિત કરે છે. કારણ કે આપણે ટેસ્ટ એન્ટેનાની રેડિયેશન પેટર્નને કોણના કાર્ય તરીકે માપવા માગીએ છીએ (સામાન્ય રીતે ગોળાકાર કોઓર્ડિનેટ્સમાં), અમારે ટેસ્ટ એન્ટેનાને ફેરવવાની જરૂર છે જેથી સ્રોત એન્ટેના ટેસ્ટ એન્ટેનાને દરેક સંભવિત કોણથી પ્રકાશિત કરે. આ હેતુ માટે પોઝિશનિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આકૃતિ 1 માં, અમે AUT ને ફેરવવામાં આવે છે તે બતાવીએ છીએ. નોંધ કરો કે આ પરિભ્રમણ કરવા માટે ઘણી રીતો છે; કેટલીકવાર સંદર્ભ એન્ટેના ફેરવવામાં આવે છે, અને કેટલીકવાર સંદર્ભ અને AUT એન્ટેના બંને ફેરવવામાં આવે છે.
હવે અમારી પાસે તમામ જરૂરી સાધનો છે, અમે માપણી ક્યાં કરવી તેની ચર્ચા કરી શકીએ છીએ.
અમારા એન્ટેના માપન માટે સારી જગ્યા ક્યાં છે? કદાચ તમે તમારા ગેરેજમાં આ કરવા માંગો છો, પરંતુ દિવાલો, છત અને ફ્લોર પરથી પ્રતિબિંબ તમારા માપને અચોક્કસ બનાવશે. એન્ટેના માપન કરવા માટેનું આદર્શ સ્થાન બાહ્ય અવકાશમાં ક્યાંક છે, જ્યાં કોઈ પ્રતિબિંબ થઈ શકતું નથી. જો કે, કારણ કે અવકાશ યાત્રા હાલમાં પ્રતિબંધિત રીતે ખર્ચાળ છે, અમે પૃથ્વીની સપાટી પરના માપન સ્થળો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીશું. RF શોષક ફીણ સાથે પ્રતિબિંબિત ઊર્જાને શોષતી વખતે એન્ટેના ટેસ્ટ સેટઅપને અલગ કરવા માટે Anechoic ચેમ્બરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
ફ્રી સ્પેસ રેન્જ (એનેકોઈક ચેમ્બર્સ)
ફ્રી સ્પેસ રેન્જ એ એન્ટેના માપન સ્થાનો છે જે માપનું અનુકરણ કરવા માટે રચાયેલ છે જે અવકાશમાં કરવામાં આવશે. એટલે કે, નજીકના પદાર્થો અને જમીન (જે અનિચ્છનીય છે) માંથી તમામ પ્રતિબિંબિત તરંગો શક્ય તેટલું દબાવવામાં આવે છે. સૌથી વધુ લોકપ્રિય ફ્રી સ્પેસ રેન્જ એનિકોઈક ચેમ્બર, એલિવેટેડ રેન્જ અને કોમ્પેક્ટ રેન્જ છે.
એનેકોઇક ચેમ્બર્સ
એનેકોઈક ચેમ્બર એ ઇન્ડોર એન્ટેના રેન્જ છે. દિવાલો, છત અને ફ્લોર ખાસ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ શોષક સામગ્રી સાથે રેખાંકિત છે. ઇન્ડોર રેન્જ ઇચ્છનીય છે કારણ કે પરીક્ષણની પરિસ્થિતિઓ આઉટડોર રેન્જની સરખામણીમાં વધુ કડક રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે. સામગ્રી ઘણીવાર આકારમાં પણ દાંડાવાળી હોય છે, જે આ ચેમ્બર્સને જોવા માટે ખૂબ જ રસપ્રદ બનાવે છે. જેગ્ડ ત્રિકોણ આકારો એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે કે જેમાંથી જે પ્રતિબિંબિત થાય છે તે અવ્યવસ્થિત દિશામાં ફેલાય છે, અને જે બધા રેન્ડમ પ્રતિબિંબોમાંથી એકસાથે ઉમેરવામાં આવે છે તે અસંગત રીતે ઉમેરાય છે અને આમ તેને વધુ દબાવી દેવામાં આવે છે. કેટલાક પરીક્ષણ સાધનો સાથે, નીચેના ચિત્રમાં એનોકોઈક ચેમ્બરનું ચિત્ર બતાવવામાં આવ્યું છે:
(ચિત્ર RFMISO એન્ટેના પરીક્ષણ બતાવે છે)
એનિકોઈક ચેમ્બર્સની ખામી એ છે કે તેઓ ઘણીવાર ખૂબ મોટા હોવા જોઈએ. ઘણી વખત દૂર-ક્ષેત્રની સ્થિતિનું અનુકરણ કરવા માટે એન્ટેના ઓછામાં ઓછા એકબીજાથી ઘણી તરંગલંબાઇ દૂર હોવા જરૂરી છે. આથી, મોટી તરંગલંબાઇ ધરાવતી નીચી ફ્રીક્વન્સીઝ માટે આપણને ખૂબ મોટા ચેમ્બરની જરૂર હોય છે, પરંતુ ખર્ચ અને વ્યવહારિક અવરોધો ઘણીવાર તેમના કદને મર્યાદિત કરે છે. મોટા એરોપ્લેન અથવા અન્ય વસ્તુઓના રડાર ક્રોસ સેક્શનને માપતી કેટલીક સંરક્ષણ કોન્ટ્રાક્ટ કરતી કંપનીઓ બાસ્કેટબોલ કોર્ટના કદના એનકોઈક ચેમ્બર ધરાવે છે તેમ જાણીતી છે, જો કે આ સામાન્ય નથી. એનકોઈક ચેમ્બર ધરાવતી યુનિવર્સિટીઓમાં સામાન્ય રીતે 3-5 મીટર લંબાઈ, પહોળાઈ અને ઊંચાઈ હોય છે. કદની મર્યાદાને કારણે, અને કારણ કે RF શોષી લેતી સામગ્રી સામાન્ય રીતે UHF અને ઉચ્ચતર પર શ્રેષ્ઠ રીતે કામ કરે છે, 300 MHz થી ઉપરની ફ્રીક્વન્સીઝ માટે એનિકોઈક ચેમ્બરનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે.
એલિવેટેડ રેન્જ
એલિવેટેડ રેન્જ એ આઉટડોર રેન્જ છે. આ સેટઅપમાં, પરીક્ષણ હેઠળનો સ્રોત અને એન્ટેના જમીનની ઉપર માઉન્ટ થયેલ છે. આ એન્ટેના પર્વતો, ટાવર્સ, ઇમારતો અથવા જ્યાં પણ યોગ્ય લાગે ત્યાં હોઈ શકે છે. આ મોટાભાગે ખૂબ મોટા એન્ટેના માટે અથવા ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ (VHF અને નીચે, <100 MHz) માટે કરવામાં આવે છે જ્યાં ઇન્ડોર માપન અવ્યવસ્થિત હશે. એલિવેટેડ રેન્જની મૂળભૂત રેખાકૃતિ આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવી છે.
આકૃતિ 2. એલિવેટેડ રેન્જનું ચિત્ર.
સ્ત્રોત એન્ટેના (અથવા સંદર્ભ એન્ટેના) ટેસ્ટ એન્ટેના કરતાં વધુ ઊંચાઈ પર હોય તે જરૂરી નથી, મેં હમણાં જ તે અહીં બતાવ્યું છે. બે એન્ટેના (આકૃતિ 2 માં કાળા કિરણ દ્વારા સચિત્ર) વચ્ચેની દૃષ્ટિની રેખા (LOS) અવરોધ વિનાની હોવી જોઈએ. અન્ય તમામ પ્રતિબિંબો (જેમ કે જમીન પરથી પ્રતિબિંબિત થતા લાલ કિરણ) અનિચ્છનીય છે. એલિવેટેડ રેન્જ માટે, એકવાર સ્ત્રોત અને ટેસ્ટ એન્ટેના સ્થાન નિર્ધારિત થઈ જાય, પછી પરીક્ષણ ઓપરેટરો તે નિર્ધારિત કરે છે કે નોંધપાત્ર પ્રતિબિંબ ક્યાં આવશે, અને આ સપાટીઓમાંથી પ્રતિબિંબ ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરે છે. ઘણીવાર આ હેતુ માટે આરએફ શોષક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અથવા અન્ય સામગ્રી કે જે કિરણોને પરીક્ષણ એન્ટેનાથી દૂર કરે છે.
કોમ્પેક્ટ રેન્જ
સ્રોત એન્ટેના પરીક્ષણ એન્ટેનાના દૂરના ક્ષેત્રમાં મૂકવો આવશ્યક છે. કારણ એ છે કે ટેસ્ટ એન્ટેના દ્વારા પ્રાપ્ત તરંગ મહત્તમ ચોકસાઈ માટે પ્લેન તરંગ હોવું જોઈએ. એન્ટેના ગોળાકાર તરંગો ફેલાવે છે, તેથી એન્ટેના એટલા દૂર હોવા જરૂરી છે કે સ્ત્રોત એન્ટેનામાંથી નીકળતી તરંગ લગભગ પ્લેન વેવ હોય - આકૃતિ 3 જુઓ.
આકૃતિ 3. સ્ત્રોત એન્ટેના ગોળાકાર વેવફ્રન્ટ સાથે તરંગને ફેલાવે છે.
જો કે, ઇન્ડોર ચેમ્બર માટે ઘણીવાર આ હાંસલ કરવા માટે પૂરતું અલગ નથી. આ સમસ્યાને ઠીક કરવાની એક પદ્ધતિ કોમ્પેક્ટ શ્રેણી દ્વારા છે. આ પદ્ધતિમાં, સ્ત્રોત એન્ટેના એક પરાવર્તક તરફ લક્ષી છે, જેનો આકાર ગોળાકાર તરંગને લગભગ પ્લાનર રીતે પ્રતિબિંબિત કરવા માટે રચાયેલ છે. આ તે સિદ્ધાંત જેવું જ છે જેના પર ડીશ એન્ટેના ચાલે છે. મૂળભૂત કામગીરી આકૃતિ 4 માં બતાવવામાં આવી છે.
આકૃતિ 4. કોમ્પેક્ટ રેન્જ - સ્ત્રોત એન્ટેનામાંથી ગોળાકાર તરંગો પ્લેનર (કોલિમેટેડ) તરીકે પ્રતિબિંબિત થાય છે.
પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટરની લંબાઈ સામાન્ય રીતે ટેસ્ટ એન્ટેના કરતા અનેક ગણી મોટી હોય તેવું ઈચ્છવામાં આવે છે. આકૃતિ 4 માં સ્ત્રોત એન્ટેના પરાવર્તકથી સરભર કરવામાં આવે છે જેથી તે પ્રતિબિંબિત કિરણોના માર્ગમાં ન હોય. સ્ત્રોત એન્ટેનાથી ટેસ્ટ એન્ટેના સુધી કોઈપણ ડાયરેક્ટ રેડિયેશન (પરસ્પર જોડાણ) રાખવા માટે પણ કાળજી લેવી જોઈએ.
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-03-2024
