Različite vrste antena, kao ključne komponente bežičnih komunikacijskih sustava, imaju performanse koje izravno utječu na pokrivenost signalom, komunikacijski kapacitet i pouzdanost mreže. S brzim napretkom tehnologija kao što su 5G, 6G, Internet of Everything, inteligentna povezana vozila i zrakoplovne/satelitske mreže, antenski sustavi razvili su se iz jednostavnih jedno-funkcijskih uređaja u složene sustave koji obuhvaćaju komunikacijske antene-opće namjene, antene baznih stanica, unutarnje antene sustava distribucije signala, pametne antene i specijalizirane-antene za aplikacije.
Ispitivanje performansi antene kritičan je korak u osiguravanju kvalitete komunikacijske veze, suzbijanju elektromagnetskih smetnji i usklađenosti s regulatornim zahtjevima radijskih frekvencija; njegova točnost testiranja izravno utječe na operativnu učinkovitost sustava kao što su mobilne komunikacije, satelitska navigacija, radarska oprema i komunikacijski sustavi za hitne slučajeve – i igra ključnu ulogu u određivanju korisničkog iskustva opreme i sigurnosti same opreme, kao i osoblja i imovine.
Trenutačne usluge testiranja antena često se suočavaju s izazovima kao što su uska pokrivenost ispitnog frekvencijskog pojasa, fragmentirana dodjela resursa i nedostatak integriranih -mogućnosti testiranja širokog pojasa; dodatno, postojeće interne poslovne platforme za testiranje pate od neadekvatne pokrivenosti frekvencijskog pojasa, dok su troškovi nadogradnje tih platformi i dalje previsoki. Koristeći svoj specijalizirani mikrovalni i RF tehnički tim te integrirajući unutarnje i vanjske softverske i hardverske resurse, GRGTEST je uspostavio dvije standardizirane platforme za ispitivanje bezehoične komore. Ove platforme pružaju sveobuhvatne-usluge testiranja trećih strana koje pokrivaju mjerenja u blizini-polja i daleko-polja za antene u cijelom frekvencijskom rasponu od 50 MHz do 110 GHz, u potpunosti ispunjavajući različite zahtjeve testiranja za istraživanje i razvoj antena, finalizaciju i validaciju masovne proizvodnje.
Načela testiranja antene i predmeti ispitivanja
Antena je u osnovi uređaj za pretvorbu energije između vođenih valova i elektromagnetskih valova u slobodnom prostoru; njegove karakteristike odašiljanja i primanja u skladu su s teoremom o elektromagnetskoj uzajamnosti. Ispitivanje uključuje dvosmjerno prikupljanje amplitude i faze signala zračenja i na odašiljačkom i na prijemnom kraju, nakon čega slijedi izračun različitih parametara performansi antene. Industrija uglavnom koristi dvije vrste metodologija testiranja: testiranje na bliskom-polju i daleko-polju.
(1) Near{1}}testiranje
U području blizu-polja (koje uključuje i inducirano blizu-polje i zračeno blisko-polje; udaljenost je obično<(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.
Slika 1. Shematski dijagram mjerenja antenskog-polja
(2) Ispitivanje dalekog{1}}polja
In regions satisfying the far-field condition (typically when R>(2D²)/λ, gdje je D najveća veličina antene, a λ valna duljina), referentna antena s poznatim pojačanjem koristi se za prijenos približnog ravnog vala; pod-testirana antena (AUT) zatim prima ili zrači ovaj val. Mjerenjem koeficijenta prijenosa (npr. S₂₁) i rotiranjem AUT-a dobivaju se dijagram zračenja, pojačanje i drugi parametri. Zahtjevi su da električno i magnetsko polje budu ortogonalna, valna impedancija jednaka impedanciji slobodnog -prostora (377 Ω), a faza ravnomjerno varira s udaljenošću. Shematski dijagram ispitivanja dalekog-polja antene prikazan je na slici 2.
Slika 2. Shematski dijagram mjerenja daleko{1}}polja antene
(3) Glavna razlika između testiranja blizu-polja i dalekog-polja
Testiranje-na dalekom terenu izravno odražava stvarne radne uvjete, ali zahtijeva veliki radni prostor (npr. veliku mikrovalnu komoru bez jeke); ispitivanje u-polju može se izvesti unutar kompaktne bezehoične komore i prikladno je za velike ili složene antene, iako se oslanja na visoko-precizno mjerenje faze i sofisticiranu obradu podataka. Obje metode temelje se na teoremu o reciprocitetu antene i omogućuju mjerenje karakteristika odašiljanja i primanja. Sustav ispitivanja u-polju sastoji se od okvira za skeniranje, vektorskog mrežnog analizatora (VNA), apsorbirajuće anehoične komore i specijaliziranog softvera; sustav testiranja dalekog{8}}polja zahtijeva dovoljnu udaljenost (ili kompaktni reflektor polja za simulaciju ravnog vala) zajedno s gramofonom. Odgovarajući izbor ovisi o čimbenicima kao što su frekvencija, veličina antene, potrebna točnost i ograničenja lokacije.
Razlikovanje na temelju praktične primjene:
Testiranje antene u-polju prikladno je za aplikacije kao što su provlačenje NFC kartice, RFID sustavi i bežično punjenje – scenariji koji uključuju kratke udaljenosti s jakim spojem, ali zahtijevaju visoku sigurnost.
Testiranje daleko{0}}polja antene primarno se koristi u scenarijima u kojima su zračeni valovi potrebni za dugo-domet, široko-pokrivenost-poput mobilnih telefonskih komunikacija, baznih stanica, Wi-Fi, radara i satelitskih sustava.
(4) Ispitni instrumenti i oprema koja se koristi za ispitivanje antena
Ispitivanje antene zahtijeva korištenje profesionalnog sustava mjerne opreme (uključujući odgovarajuće softverske i hardverske sustave); ključni instrumenti uključuju vektorske mrežne analizatore (VNA), bezehoične komore za testiranje antena, analizatore spektra i sveobuhvatnu opremu za bežično testiranje.
GRGTEST Tehnološka platforma za testiranje antena i mogućnost servisiranja
(1) 650 MHz–18 GHz širokopojasna-platforma za testiranje antene
Ova platforma za testiranje je srednje{0}}do-velika-mikrovalna anehoična komora; njegov sustav ispitne opreme i pridružena instrumentacija podržavaju testiranje dalekog-polja i bliskog-polja. Mogućnosti usluge su sljedeće:
1. Frekvencijski raspon: 650 MHz–18 GHz,
2. AUT dimenzije: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. Specifikacije izvedbe:
⑴ dobit,
⑵smjerni dijagram;
(3) Bočni snop i širina snopa snage;
⑷ulazna impedancija;
⑸koeficijent refleksije;
⑹ povratni gubitak;
⑺ omjer stojnog-vala napona;
(8) Efektivna električna duljina i efektivna površina;
⑼ Način polarizacije;
⑽propusnost antene;
⑾ Izolacija porta;
⑿izolacijski otpor;
⒀……
4. Ciljani korisnici:
Proizvođači i istraživačke institucije koje zahtijevaju povjeravanje testiranja antena agencijama za testiranje trećih{0}}strana; istraživačke institucije i proizvođači koji se bave istraživanjem i razvojem te proizvodnjom rješenja integracije sustava i opreme; kao i trgovci antenama.
(2) 50 MHz–110 GHz širokopojasna-platforma za testiranje antene
Ova ispitna platforma je-velika mikrovalna anehoična komora; njegov sustav ispitne opreme i pridruženi instrumenti i mjerači podržavaju testiranje dalekog-polja i bliskog-polja. Mogućnosti usluge su sljedeće:
1. Frekvencijski raspon: 50 MHz–110 GHz,
2. AUT dimenzije: 300 cm × 300 cm × 250 cm;
3. Specifikacije izvedbe:
⑴ dobit,
⑵smjerni dijagram;
(3) Bočni snop i širina snopa snage;
⑷ulazna impedancija;
⑸koeficijent refleksije;
⑹ povratni gubitak;
⑺ omjer stojnog-vala napona;
(8) Efektivna električna duljina i efektivna površina;
⑼ Način polarizacije;
⑽propusnost antene;
⑾ Izolacija porta;
⑿izolacijski otpor;
⒀……
4. Ciljani korisnici:
Proizvođači i istraživačke institucije koje zahtijevaju povjeravanje testiranja antena agencijama za testiranje trećih{0}}strana; istraživačke institucije i proizvođači koji se bave istraživanjem i razvojem te proizvodnjom rješenja integracije sustava i opreme; kao i trgovci antenama.
Relevantni tehnički standardi i specifikacije
Cjelokupni GRGTEST postupak testiranja strogo je u skladu s međunarodnim, domaćim, industrijskim i vojnim standardima; Prednost imaju-specificacije testa koje odredi korisnik ili prilagođeni pregledi testa. Glavni primjenjivi standardi su sljedeći:
- Međunarodni standardi: ITU-R SM.329, ITU-R F.1336, ETSI EN 302502, ISO 9227;
- Standardi telekomunikacijske industrije: 3GPP TS 37.145 (MIMO OTA testiranje), YD/T 1059, YD/T 2925;
- Nacionalni standard: GB/T 9410 "Metode mjerenja za opremu za radio odašiljače";
- JG standard: GJB 7869 (Specifikacija za razine ozbiljnosti uvjeta ispitivanja okoline za antene).
- Relevantni standardi ili nacrti ispitivanja koje je odredio klijent također služe kao preferirani referentni standardi na koje se naša tvrtka oslanja.
Kriteriji i specifikacije za ocjenu rezultata testa
GRGTEST koristi slojeviti okvir za ocjenjivanje (Izvrsno, Dobro, Ispunjava zahtjeve, Ne ispunjava zahtjeve) za procjenu performansi antene; primjer korištenja pojedinačnih pokazatelja uspješnosti ukratko je objašnjen u nastavku:
- Za proizvode premium-razreda, VSWR mora biti manji ili jednak 1,5, devijacija pojačanja mora biti manja od ±0,5 dB, a usmjerenost ne-cirkularnosti mora biti manja od ili jednaka 2 dB.
- Za kvalificirane proizvode, VSWR mora biti manji ili jednak 2,0, s odstupanjem pojačanja unutar ±1,0 dB.
- Inteligentna antena mora osigurati kašnjenje prebacivanja snopa<5 ms and the beam pointing error is ≤3°.
- Preciznost mehaničkog podešavanja kuta nagiba prema dolje za antene bazne stanice bit će ±0,5 stupnjeva, a otpornost na opterećenje vjetrom neće biti manja od 150 km/h.
- Nakon ispitivanja okoliša, sve varijacije električnih parametara moraju se održavati unutar ±10% od početne vrijednosti, a izolacijski otpor mora ostati veći ili jednak 100 MΩ.
- Izvješće o ispitivanju jasno navodi ključne parametre kao što su krivulja omjera stojnih valova i razina bočnog snopa uzorka zračenja kritične frekvencijske točke; za sve ne-usklađenosti, uključivat će preporuke za korektivne radnje, kao što su "ograničeni frekvencijski pojas" ili "strukturalno pojačanje."
posebno objašnjenje:
Kriteriji ocjenjivanja GRGTEST-a za rezultate ispitivanja primarno će se temeljiti na kriterijima navedenim u relevantnim standardima ili pregledima ispitivanja koje je dostavio korisnik.