Διάφοροι τύποι κεραιών, ως βασικά στοιχεία των συστημάτων ασύρματης επικοινωνίας, έχουν απόδοση που επηρεάζει άμεσα την κάλυψη του σήματος, τη χωρητικότητα επικοινωνίας και την αξιοπιστία του δικτύου. Με την ταχεία πρόοδο τεχνολογιών όπως το 5G, 6G, το Διαδίκτυο των πάντων, τα ευφυή συνδεδεμένα οχήματα και τα αεροδιαστημικά/δορυφορικά δίκτυα, τα συστήματα κεραιών έχουν εξελιχθεί από απλές συσκευές μιας-λειτουργίας σε πολύπλοκα συστήματα που περιλαμβάνουν κεραίες επικοινωνίας γενικής χρήσης, κεραίες σταθμών βάσης, έξυπνες κεραίες, έξυπνες και ειδικές κεραίες εσωτερικής χρήσης. συγκεκριμένες κεραίες-εφαρμογής.
Η δοκιμή απόδοσης κεραίας είναι ένα κρίσιμο βήμα για τη διασφάλιση της ποιότητας της ζεύξης επικοινωνίας, την καταστολή των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και τη συμμόρφωση με τις ρυθμιστικές απαιτήσεις ραδιοσυχνοτήτων. Η ακρίβεια των δοκιμών του επηρεάζει άμεσα τη λειτουργική αποτελεσματικότητα συστημάτων όπως οι κινητές επικοινωνίες, η δορυφορική πλοήγηση, ο εξοπλισμός ραντάρ και τα συστήματα επικοινωνιών έκτακτης ανάγκης – και παίζει ζωτικό ρόλο στον καθορισμό τόσο της εμπειρίας χρήστη του εξοπλισμού όσο και της ασφάλειας του ίδιου του εξοπλισμού, καθώς και της ασφάλειας του προσωπικού και της ιδιοκτησίας.
Οι τρέχουσες υπηρεσίες δοκιμών κεραιών αντιμετωπίζουν συχνά προκλήσεις, όπως στενή κάλυψη ζώνης συχνοτήτων δοκιμής, κατακερματισμένη κατανομή πόρων και έλλειψη ενσωματωμένων δυνατοτήτων δοκιμής ευρείας-ζώνης. Επιπλέον, οι υπάρχουσες πλατφόρμες δοκιμών εσωτερικών επιχειρήσεων υποφέρουν από ανεπαρκή κάλυψη ζώνης συχνοτήτων, ενώ το κόστος αναβάθμισης αυτών των πλατφορμών παραμένει απαγορευτικά υψηλό. Αξιοποιώντας την εξειδικευμένη τεχνική ομάδα μικροκυμάτων και RF και ενσωματώνοντας εσωτερικούς και εξωτερικούς πόρους λογισμικού και υλικού, η GRGTEST έχει δημιουργήσει δύο τυποποιημένες πλατφόρμες ανηχοϊκού θαλάμου δοκιμής κεραιών. Αυτές οι πλατφόρμες παρέχουν ολοκληρωμένες-υπηρεσίες δοκιμών τρίτων που καλύπτουν μετρήσεις κοντινού και μακρινού πεδίου για κεραίες σε ολόκληρο το εύρος συχνοτήτων από 50 MHz έως 110 GHz, πληρώντας πλήρως τις διαφορετικές απαιτήσεις δοκιμών για Ε&Α κεραιών, οριστικοποίηση και επικύρωση μαζικής παραγωγής.
Αρχές δοκιμής κεραίας και είδη δοκιμής
Μια κεραία είναι βασικά μια συσκευή για τη μετατροπή ενέργειας μεταξύ κατευθυνόμενων κυμάτων και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε ελεύθερο χώρο. Τα χαρακτηριστικά εκπομπής-λήψης του συμμορφώνονται με το θεώρημα της ηλεκτρομαγνητικής αμοιβαιότητας. Η δοκιμή περιλαμβάνει αμφίδρομη απόκτηση του πλάτους και της φάσης του σήματος ακτινοβολίας και στα δύο άκρα εκπομπής και λήψης, ακολουθούμενη από τον υπολογισμό διαφόρων παραμέτρων απόδοσης κεραίας. Ο κλάδος χρησιμοποιεί κυρίως δύο τύπους μεθοδολογιών δοκιμών: δοκιμές κοντινού-πεδίου και μακρινού{3}}πεδίου.
(1) Δοκιμές κοντά-στο πεδίο
Στην περιοχή εγγύς-πεδίου (η οποία περιλαμβάνει τόσο το επαγόμενο κοντινό-πεδίο όσο και το ακτινοβολούμενο κοντινό-πεδίο· η απόσταση είναι συνήθως<(2D²)/λ, where D denotes the maximum antenna size and λ represents the wavelength), a high-precision probe is used to scan the surface of the antenna under test (AUT-Antenna Under Test) – whether it is planar, cylindrical, or spherical – to acquire its amplitude and phase measurements; subsequently, the far-field radiation characteristics are calculated using a near–far-field transformation algorithm (based on Fourier transform or mode expansion theory, derived from the Huygens–Kirchhoff diffraction principle). The probe position must be strictly controlled (sampling interval ≤ λ/2), and the probe response must be calibrated. The schematic diagram of the antenna near-field testing procedure is shown in Figure 1 below.
Εικόνα 1. Σχηματικό διάγραμμα μέτρησης κεραίας κοντά-
(2) Δοκιμές μακριά-
In regions satisfying the far-field condition (typically when R>(2D²)/λ, όπου D είναι το μέγιστο μέγεθος κεραίας και λ το μήκος κύματος), χρησιμοποιείται μια κεραία αναφοράς με γνωστό κέρδος για τη μετάδοση ενός κατά προσέγγιση επίπεδο κύματος. η κάτω-κεραία δοκιμής (AUT) λαμβάνει ή εκπέμπει αυτό το κύμα. Με τη μέτρηση του συντελεστή μετάδοσης (π.χ. S21) και την περιστροφή του AUT, λαμβάνονται το σχέδιο ακτινοβολίας, το κέρδος και άλλες παράμετροι. Οι απαιτήσεις είναι τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία να είναι ορθογώνια, η σύνθετη αντίσταση κύματος να είναι ίση με την αντίσταση ελεύθερου-χώρου (377 Ω) και η φάση να ποικίλλει ομοιόμορφα ανάλογα με την απόσταση. Το σχηματικό διάγραμμα της δοκιμής κεραίας μακριά-στο πεδίο φαίνεται στο Σχήμα 2.
Σχήμα 2. Σχηματικό διάγραμμα μέτρησης πεδίου μακριά-
(3) Κύρια διαφορά μεταξύ δοκιμών κοντινού-πεδίου και μακρινού πεδίου-
Οι δοκιμές σε μακριά-πεδία αντικατοπτρίζουν άμεσα τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, αλλά απαιτούν μεγάλο χώρο εργασίας (π.χ. έναν μεγάλο ανηχοϊκό θάλαμο μικροκυμάτων). Οι δοκιμές κοντά{3}}στο πεδίο μπορούν να πραγματοποιηθούν εντός ενός συμπαγούς ανηχοϊκού θαλάμου και είναι κατάλληλος για μεγάλες ή σύνθετες κεραίες, αν και βασίζεται σε μέτρηση φάσης υψηλής{4}}ακρίβειας και εξελιγμένη επεξεργασία δεδομένων. Και οι δύο μέθοδοι βασίζονται στο θεώρημα της αμοιβαιότητας της κεραίας και επιτρέπουν τη μέτρηση τόσο των χαρακτηριστικών εκπομπής όσο και λήψης. Ένα κοντινό-σύστημα δοκιμών πεδίου περιλαμβάνει ένα πλαίσιο σάρωσης, έναν αναλυτή διανυσματικού δικτύου (VNA), έναν απορροφητικό ανηχοϊκό θάλαμο και εξειδικευμένο λογισμικό. το σύστημα δοκιμής μακρινού πεδίου απαιτεί επαρκή απόσταση (ή έναν συμπαγή ανακλαστήρα πεδίου για την προσομοίωση ενός επιπέδου κύματος) μαζί με ένα περιστρεφόμενο τραπέζι. Η κατάλληλη επιλογή εξαρτάται από παράγοντες όπως η συχνότητα, το μέγεθος της κεραίας, η απαιτούμενη ακρίβεια και οι περιορισμοί τοποθεσίας.
Διάκριση με βάση την πρακτική εφαρμογή:
Η δοκιμή κεραίας κοντά-είναι κατάλληλη για εφαρμογές όπως η σάρωση κάρτας NFC, τα συστήματα RFID και η ασύρματη φόρτιση – σενάρια που περιλαμβάνουν μικρές αποστάσεις με ισχυρή σύζευξη αλλά απαιτούν υψηλή ασφάλεια.
Η δοκιμή κεραίας μακριά-χρησιμοποιείται κυρίως σε σενάρια όπου απαιτούνται ακτινοβολούμενα κύματα για μεγάλη-κάλυψη, ευρεία κάλυψη-περιοχής-όπως επικοινωνίες κινητής τηλεφωνίας, σταθμοί βάσης, Wi-Σύστημα Wi-, ραντάρ και δορυφορικά συστήματα.
(4) Όργανα και εξοπλισμός δοκιμής που χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή κεραιών
Η δοκιμή κεραίας απαιτεί τη χρήση επαγγελματικού συστήματος εξοπλισμού μέτρησης (συμπεριλαμβανομένων των αντίστοιχων συστημάτων λογισμικού και υλικού). Τα βασικά όργανα περιλαμβάνουν αναλυτές διανυσματικών δικτύων (VNA), ανηχοϊκούς θαλάμους δοκιμής κεραίας, αναλυτές φάσματος και ασύρματο ολοκληρωμένο εξοπλισμό δοκιμών.
Πλατφόρμα τεχνολογίας δοκιμών κεραίας και ικανότητα εξυπηρέτησης GRGTEST
(1) 650 MHz–18 GHz ευρείας ζώνης-Πλατφόρμα δοκιμής κεραίας
Αυτή η πλατφόρμα δοκιμών είναι ένας ανηχοϊκός θάλαμος μικροκυμάτων μεσαίας-προς-μεγάλης-κλίμακας. Το σύστημα εξοπλισμού δοκιμών και τα σχετικά όργανα υποστηρίζουν τόσο μακρινές όσο και κοντινές δοκιμές πεδίου. Οι δυνατότητες εξυπηρέτησης είναι οι εξής:
1. Εύρος ζώνης συχνοτήτων: 650 MHz–18 GHz,
2. Διαστάσεις AUT: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. Προδιαγραφές απόδοσης:
⑴ κέρδος,
⑵ διάγραμμα κατεύθυνσης.
(3) Πλαϊνός λοβός και πλάτος δέσμης ισχύος.
⑷ αντίσταση εισόδου.
⑸ συντελεστής ανάκλασης.
⑹ απώλεια επιστροφής ;
⑺ στάσιμος- λόγος κύματος τάσης ;
(8) Πραγματικό ηλεκτρικό μήκος και αποτελεσματική περιοχή.
⑼ Λειτουργία πόλωσης.
⑽ εύρος ζώνης κεραίας.
⑾ Απομόνωση λιμένα.
⑿αντίσταση μόνωσης.
⒀……
4. Δικαιούχοι στόχοι:
Κατασκευαστές και ερευνητικά ιδρύματα που απαιτούν την εξωτερική ανάθεση δοκιμών κεραίας σε τρίτους-εταιρίες δοκιμών· ερευνητικά ιδρύματα και κατασκευαστές που ασχολούνται με την Ε&Α και την παραγωγή λύσεων ολοκλήρωσης συστημάτων και εξοπλισμού· καθώς και οι έμποροι κεραιών.
(2) Πλατφόρμα δοκιμής κεραίας ευρείας ζώνης 50 MHz–110 GHz
Αυτή η πλατφόρμα δοκιμών είναι ένας-ανηχοικός θάλαμος μικροκυμάτων μεγάλης κλίμακας. Το σύστημα εξοπλισμού δοκιμών και τα σχετικά όργανα και μετρητές υποστηρίζουν δοκιμές τόσο μακριά-και κοντινού{2}}πεδίου. Οι δυνατότητες εξυπηρέτησης είναι οι εξής:
1. Εύρος συχνοτήτων: 50 MHz–110 GHz,
2. Διαστάσεις AUT: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. Προδιαγραφές απόδοσης:
⑴ κέρδος,
⑵ διάγραμμα κατεύθυνσης.
(3) Πλαϊνός λοβός και πλάτος δέσμης ισχύος.
⑷ αντίσταση εισόδου.
⑸ συντελεστής ανάκλασης.
⑹ απώλεια επιστροφής ;
⑺ στάσιμος- λόγος κύματος τάσης ;
(8) Πραγματικό ηλεκτρικό μήκος και αποτελεσματική περιοχή.
⑼ Λειτουργία πόλωσης.
⑽ εύρος ζώνης κεραίας.
⑾ Απομόνωση λιμένα.
⑿αντίσταση μόνωσης.
⒀……
4. Δικαιούχοι στόχοι:
Κατασκευαστές και ερευνητικά ιδρύματα που απαιτούν την εξωτερική ανάθεση δοκιμών κεραίας σε τρίτους-εταιρίες δοκιμών· ερευνητικά ιδρύματα και κατασκευαστές που ασχολούνται με την Ε&Α και την παραγωγή λύσεων ολοκλήρωσης συστημάτων και εξοπλισμού· καθώς και οι έμποροι κεραιών.
Σχετικά τεχνικά πρότυπα και προδιαγραφές
Ολόκληρη η διαδικασία δοκιμών GRGTEST συμμορφώνεται αυστηρά με τα διεθνή, εγχώρια, βιομηχανικά και στρατιωτικά πρότυπα. Οι προδιαγραφές δοκιμής που καθορίζονται από τον πελάτη- ή τα προσαρμοσμένα περιγράμματα δοκιμών έχουν προτεραιότητα. Τα βασικά ισχύοντα πρότυπα είναι τα εξής:
- Διεθνή πρότυπα: ITU-R SM.329, ITU-R F.1336, ETSI EN 302502, ISO 9227;
- Πρότυπα βιομηχανίας τηλεπικοινωνιών: 3GPP TS 37.145 (δοκιμή MIMO OTA), YD/T 1059, YD/T 2925;
- Εθνικό πρότυπο: GB/T 9410 "Μέθοδοι μέτρησης για εξοπλισμό ραδιοπομπού";
- Πρότυπο JG: GJB 7869 (Προδιαγραφές για τα επίπεδα σοβαρότητας των συνθηκών περιβαλλοντικών δοκιμών για κεραίες).
- Τα σχετικά πρότυπα ή οι περιγραφές δοκιμών που καθορίζονται από τον πελάτη χρησιμεύουν επίσης ως τα προτιμώμενα πρότυπα αναφοράς στα οποία βασίζεται η εταιρεία μας.
Κριτήρια και προδιαγραφές αξιολόγησης αποτελεσμάτων δοκιμής
Το GRGTEST χρησιμοποιεί ένα κλιμακωτό πλαίσιο αξιολόγησης (Εξαιρετικό, Καλό, Πληροί Απαιτήσεις, Δεν Πληροί Απαιτήσεις) για την αξιολόγηση της απόδοσης της κεραίας. Ένα παράδειγμα που χρησιμοποιεί μεμονωμένους δείκτες απόδοσης εξηγείται συνοπτικά παρακάτω:
- Για προϊόντα ποιότητας{0}premium, το VSWR θα είναι μικρότερο ή ίσο με 1,5, η απόκλιση κέρδους είναι μικρότερη από ±0,5 dB και η κυκλικότητα μη{3}}κατευθυντικότητας θα είναι μικρότερη ή ίση με 2 dB.
- Για τα κατάλληλα προϊόντα, το VSWR θα είναι μικρότερο ή ίσο με 2,0, με απόκλιση κέρδους εντός ±1,0 dB.
- Η έξυπνη κεραία πρέπει να διασφαλίζει ότι η καθυστέρηση εναλλαγής δέσμης είναι<5 ms and the beam pointing error is ≤3°.
- Η ακρίβεια ρύθμισης της γωνίας μηχανικής κλίσης για τις κεραίες του σταθμού βάσης πρέπει να είναι ±0,5 μοίρες και η ικανότητα αντίστασης σε φορτίο ανέμου δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 150 km/h.
- Μετά από περιβαλλοντικές δοκιμές, όλες οι διακυμάνσεις των ηλεκτρικών παραμέτρων πρέπει να διατηρούνται εντός ±10% της αρχικής τιμής και η αντίσταση μόνωσης θα παραμένει μεγαλύτερη ή ίση με 100 MΩ.
- Η έκθεση δοκιμής προσδιορίζει με σαφήνεια βασικές παραμέτρους, όπως η καμπύλη του λόγου στάσιμου κύματος και το επίπεδο πλευρικού λοβού του σχεδίου ακτινοβολίας του σημείου κρίσιμης συχνότητας. για τυχόν μη συμμόρφωση, θα περιλαμβάνει συστάσεις για διορθωτικές ενέργειες, όπως "περιορισμένη ζώνη συχνοτήτων" ή "δομική ενίσχυση".
ειδική εξήγηση:
Τα κριτήρια αξιολόγησης του GRGTEST για τα αποτελέσματα των δοκιμών βασίζονται κυρίως στα κριτήρια που καθορίζονται στα σχετικά πρότυπα ή τις περιγραφές δοκιμών που παρέχονται από τον πελάτη.