用网络分析仪测量天线及馈线.docx
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用网络分析仪测量天线及馈线
用网络分析仪测量天线及馈线
空气微带天线测试
天线系统一般都有两方面的特性:
电路特性(输入阻抗,效率,频带宽度,匹配程度等)和辐射特性(方向图,增益,极化,相位)。
天线的测试任务就是用实验的方法测定和检验天线的这些参数特性。
公司目前测试天线仪器—3G网络矢量分析仪(见图1),只能够测试电路方面的部分特性,因此测试的结果仅供参考,需要更为详细精确的数据,需要找天线生产厂商做进一步测定。
图1:
3G矢量网络分析仪
一:
频率设定
根据天线使用频段要求选择合适的频率范围(比如我们通常用到的902~928MHZ,可以设定频率为860~960MHZ,设定的频段需包含实际用到范围)步骤如下:
步骤①:
3G矢量网络分析仪器的启动,按下仪器左下角的电源开关;
步骤②:
频率范围设定,按“START”键,输入开始频率(如图2)→按“STOP”,输入终止频率(如图3);
图2:
设定开始频率
图3:
设定终止频率
二:
仪器校准
天线测量时,用仪器标配的50欧姆同轴电缆或合格馈线连接仪器PORT1,在标配电缆线的另一端口处按开路→短路→负载,顺序进行校准。
图4:
校准用的转接头(从左到右依次为:
开路→短路→负载)
步骤③:
进入校准界面,按“FORMAT”键→“SMTIHCHART”→“MKR”→“CAL”→“CALIBRATEMENU”→“REFLECTION1-PORT”
步骤④:
开路校准,按下图所示连接仪器,标配50欧姆同轴电缆,N母头转N母头及开路转接头,然后按“OPENS”→“OPEN(M)”→“OPEN(F)”→“DONEOPENS”
图5:
开路校准
步骤⑤:
短路校准,按下图所示连接仪器,标配50欧姆同轴电缆,N母头转N母头及短路转接头,然后按“SHORTS”→“SHORT(M)”→“SHORT(F)”→“DONESHORS”
图6:
短路校准
步骤⑥:
负载校准,按下图所示连接仪器,标配50欧姆同轴电缆,N母头转N母头及负载50欧姆接头,然后按“LOAD”→“DONE1-PORTCAL”
图7:
负载校准
图8:
完成校准
三:
测试及调整
测量天线时,不要将天线对准仪器,金属物品,墙等其他障碍物,以免影响测试效果,应将天线对向开阔空旷的方向。
可以通过如下参数对天线的性能进行检查判断:
1驻波比(SWR),在图8所以界面中,按“FORMAT”→“SWR”进入图9所示界面;测量时,要求驻波比在测试范围内MKR值在以下,如果驻波比的MKR值超过,可以通过以下方式调整:
图9驻波比界面
1调整辐射片:
增加,减少辐射片的宽度,图10的右下角被裁剪掉一部份,左上角和右上角向上卷曲,来调整驻波比的MKR值;
图10:
8db天线辐射片
2调整馈电针:
可以通过调整馈电针与底板的高低,但不能让馈电针与底板或其他金属接触,以免短路;
3调整相位:
通过两个相位柱之间距离远的近来调整MKR值。
2反射系数(LOGMAG)
按“FORMAT”→“LOGMAG”,进入图11所示界面,反射系数为负值,一般在-14db以下为合格,绝对值越大越好,证明反射回来的信号越好,即被吸收的少,返回的多,大于-14db调整方式,同驻波比调整方式一样。
图11:
反射系数界面
3斯密斯圆图(SMITHCHART)
按“FORMAT”→“SMITHCHART”进入图12所示的斯密斯圆图界面,观察电容,电感参数,进行初步判断测量天线是否合格;若不合格,调整方式同驻波比的调整方式一样。
图12:
斯密斯圆图
上述三个参数的测试效果是一样的,通常可以根据自己熟悉程度,习惯,喜好等选择任何一个参数,进行测量判断。
四:
密封固定天线
经过上述的检测调试合格的天线,需要打防水胶固定馈电柱,螺丝,天线外壳等地方。
五:
注意事项
①天线转接头
转接头分公头和母头,公头又分为:
SMA公头和N公头;
母头分为:
SMA母头和N母头;
测试中最为常用的转接头有:
SMA母头转N公头,N公头转SMA母头,N公头和SMA公头,N母头转N母头等,见下图:
②公司目前8db天线采用圆极化,12db天线采用线极化(水平极化),对于线极化,一般天线极化方向与标签方向一致,读取的效果最佳。
③12db天线4个E型振子之间的距离一般是固定的不能改动,但可以通过调E型振子与地板的高低来调整性能见图:
12db天线E型振子
④8db与12db天线物理结构有差别,12db天线有4个E型振子和馈电网络。
馈线测试
步骤一:
馈线测试频段设定
馈线测试的频率设定范围比天线测试的频率范围要大,一般从几百兆到几吉。
下面图片是馈线测量的一个事例频段(300MHZ~3GHZ)
馈线开始频率
馈线终止频率
步骤二:
馈线校准及测量
测试制作馈线是否合格,可以检测回波损耗驻波比(单通道)和馈线的传输损耗(两通道)
1回波损耗驻波比
在3G矢量网络分析仪PORT1端口处进行校准,按开路→短路→负载顺序进行,具体见下图;然后将带待测馈线一端接仪器的PORT1端口,另一端接标准负载50欧姆;之后进入到测试
驻波比界面,观察测试馈线在设定频率范围内的MKR值,一般2G以下频段,回波损耗驻波比的MKR值在以下是合格的。
开路校准
短路校准
负载校准
注意:
①馈线的严重弯曲及转接头压接的不好都会影响测试的准确性。
做馈线的头为一次性的,没有压接好,测试达不到要求只能重新做。
②回波损耗驻波比校准,在仪器的PORT1端口进行。
2馈线传输损耗
测试馈线的传输损耗需要用到3G网络矢量分析仪的两个端口,因此测试时,先用标配50欧姆同轴电缆一端连接仪器PORT1,另一端接校准转头,按开路→短路→负载顺序进行校准,具体步骤如下:
步骤①:
3G矢量网络分析仪器的启动,按下仪器左下角的电源开关;
步骤②:
频率范围设定,按“START”键,输入开始频率→按“STOP”,输入终止频率;
步骤③:
进入校准界面,按“FORMAT”键→“SMTIHCHART”→“MKR”→“CAL”→“CALIBRATEMENU”→“REFLECTION1-PORT”
步骤④:
开路校准,按下图所示连接仪器,标配50欧姆同轴电缆,N母头转N母头及开路转接头,然后按“OPENS”→“OPEN(M)”→“OPEN(F)”→“DONEOPENS”
开路
步骤⑤:
短路校准,按下图所示连接仪器,标配50欧姆同轴电缆,N母头转N母头及短路转接头,然后按“SHORTS”→“SHORT(M)”→“SHORT(F)”→“DONESHORS”
短路
步骤⑥:
负载校准,按下图所示连接仪器,标配50欧姆同轴电缆,N母头转N母头及负载50欧姆接头,然后按“LOAD”→“DONE1-PORTCAL”
负载50欧姆
完成校准
步骤⑦:
馈线连接及测量
馈线传输损耗连接
把测试的馈线连接到PORT1和PORT2端口中间,按“CH2”→“MEAS”进入测试界面,就可以测出馈线衰减了多少个db信号。
一般3米含3米以内衰减1db左右正常。
注意事项:
为了观察直观,方便,通常测量时根据需要更改参考值,按“SCALEREF”→在“ENTRY”按键取,输入调整数据→“×1”
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