请注意:-这篇博客继续思考背后的创建AH系统网络研讨会为今天的测试需求选择天线。
网络研讨会的支持说明可以在AH系统上找到网站.
(提示-点击“Tech Notes”选项卡,并简单地选择主页上列出的第一个文档)。
在上一篇文章中,我们介绍了一种方法,它提供了系统行为的卓越可视化。我们通过考虑波束宽度损失继续讨论这个主题。
天线波束宽度损失
为了充分了解照亮测试场校准平面时波束宽度的影响,我们必须首先解释所有优秀天线供应商作为标准提供的极坐标图上的数据。
极地图的组成
上面的图片显示了构成极线图的两个主要组成部分。第一张图显示了天线周围的360度,分为5度的部分。黑色箭头表示天线的瞄准方向。对于我们的高频EMC天线,天线产生的最大功率密度将始终在这个方向。
第二幅图显示了图表上的同心圆,表示从最大功率密度下降的db数。外圈代表下降0dB(不低于最大功率密度),第一个圈下降3dB(功率减半),第二个圈下降6dB(功率四分之一),等等。
上图显示了dB环覆盖在5度线上的完整图表。
下一张图片是AH系统网站上提供的真实的极地地图。请注意,0度标记现在标记瞄准方向。图表上的数据显示了天线在三个频率下的性能。红色痕迹是1GHz的辐射模式,蓝色是9GHz,绿色是18GHz。
这次网络研讨会是关于更好地可视化系统性能的,因此它解释了如何用感兴趣的扇区标记图表,如何将61000-4-3标准的加6.0dB限制标记为“请勿在扇区内交叉!”’行,最后继续解释如何将校准平面上的关键点转置到图表上
提醒:-网络研讨会的一个限制条件是,测试场是在理想的无回声条件下创建的。为什么?-因为如果我们努力在理想条件下实现合规场,即使可以选择折减4个测量点,在实际的室内条件下也很难实现合规场,我们可能需要求助于被称为“房间效应”的陈旧借口。
上面的图片是在网络研讨会中使用的标记图表的快照。
在快照中,校准点和红叉可以很容易地(更正确地)定位在外圆上,但一些观众可能会产生这样的想法,即平面上的任何反射都将通过感兴趣的区域定向回去。但事实并非如此,所以这个平面被描绘成一条直线。只要校准点处于正确的角度,并且只要沿着这个角度从外圆(0dB)读取图表上的数据,平面的直线描绘就像外圆上的一样具有视觉上的信息。有些人甚至会认为是这样。
为什么叫它波束宽度损失?
系统损耗的广义方框图如下所示
我们很快将其与电缆损耗联系起来,系统需要更多的功率来克服损耗。让我们在块中放入有损电缆,并假设输入功率为100W,输出功率为80W。那么损耗dB为10log10 [80/100] = 1dB。我们得出的结论是,我们需要从放大器增加1dB的功率来克服电缆损耗。这里没有争论。
同样,由于波束宽度现象,我们需要更大的系统放大器功率来创建校准通道中心所需的更大功率密度。而不是把电缆放在块中,我们可以很容易地把光束宽度效果放在那里。如果我们接受需要更大的功率来克服电缆损耗,那么接受需要更大的功率来克服波束宽度损耗是完全合理的。
为什么测试五线谱和dB符号应该是朋友
我们将要解释快照图表上的数据,所以这是一个很好的例子,说明dB符号不仅仅是为了惹恼和迷惑测试人员,而是为了帮助计算和可视化。
我们从易于使用和解释标记的图表开始。不管实际的最大功率密度(可以是一个高的值,也可以是一个低的值),辐射模式在值上的下降总是相对于这个0度的最大视距。换句话说,当您远离0度时,图表上任何角度的值都会自动引用/与此最大值进行比较。
让我们读取图表数据,以确定1GHz的波束宽度损失。我们沿着顺时针方向的红色轨迹,直到它与定义校准平面外围的棕色线相交。这个交点大约是0dB和- 3db圆之间距离的三分之一,使得1GHz的波束宽度损失在1dB左右。这表示校准平面外围的校准点将从平面死中心的虚点向下1dB。相反,在镗孔处的功率密度比在外围处的功率密度大1dB,因此我们需要从系统放大器获得更多的功率来创建这个额外的镗孔功率密度。
我们可以对蓝色轨迹(9GHz)做同样的事情,并确定9GHz的波束宽度损失为2dB左右。我们的系统设计为10 GHz,所以我们推断为2.5dB。
因为我们使用的是db,所以现在可以简单地将此损耗与电缆损耗(也是以db为单位)相加,从而得到在任何特定频率下的总损耗。我们可以对所有形式的损失进行计算得到整个系统的损失。然后,我们将整个系统的损耗与天线的dBi增益结合起来,得到最终的系统宽增益GSYS。然后将其与基本系统功率相结合,以确定系统所需的放大器功率。女士们先生们,这就是脑起搏器的美妙之处。稍后会有更多关于这方面的内容。
急转弯的问题
以下是针对更有经验的EMC测试人员和喜欢挑战的人的预告片。对于频率较高的电磁兼容天线,波束宽度损失是天线失配的主要因素。对于低频电磁兼容天线,天线匹配不良造成的驻波比损失主要是波束宽度损失。在将VSWR表示为损失时,我花时间推导了如下公式:
其中LVSWR是驻波比损失,ρ是天线呈现的反射系数。
我是怎么推导出第一个方程的,更重要的是,为什么我要花时间来做它?这一切都在网络研讨会、支持说明或这些“背后的思考”博客条目中。或者这三个都需要。
待续…
汤姆Mullineaux
狮心王西南