Herzlich Willkommen beim beam-Verlag in Marburg, dem Fachverlag für anspruchsvolle Elektronik-Literatur.


Wir freuen uns, Sie auf unserem ePaper-Kiosk begrüßen zu können.

Aufrufe
vor 6 Jahren

9-2017

  • Text
  • Komponenten
  • Technik
  • Radio
  • Filter
  • Oszillatoren
  • Quarze
  • Emv
  • Messtechnik
  • Bauelemente
  • Antenna
  • Amplifier
  • Microwave
  • Antenne
  • Anwendungen
  • Frequenzbereich
  • Messungen
  • Wireless
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Bild 3: Ergebnisse

Bild 3: Ergebnisse Antennen-Richtdiagramm Messprinzip können sie ebenso in Reflexionsreichweite, Reichweite im Freiraum und Kompaktreichweite eingeteilt werden. Für diese Art Projekt trifft eine reflektionsfreie Reichweite im Freiraum, wie die so genannte Elevations- bzw. Neigungsreichweite, zu. Für die Messungen wird die Antenne in Fraunhofer-Entfernung platziert, was Fernfeld- Bedingungen nahekommt. Das Separieren der zu messenden Antenne von der Instrumentierungsantenne durch diese Entfernung voneinander verringert die Phasenfront-Abweichung von der empfangenen Wellenfront ausreichend, so dass ein Planwellen-Angriff möglich ist. Antennen- Versuchsaufbau Basierend auf den vorhandenen Außenbereichsbedingungen wurde eine Neigungsreichweite angepasst. Diese basierte auf einem gleichseitigen Dreieck mit einer Seitenlänge von 10,35 m, wobei die zu messende Antenne talwärts am Gipfelpunkt platziert wurde. Eines der Eintor-VNA- Module war direkt an der logarithmisch-periodischen Antenne USLP 9143 angeschlossen, die auf einer Zaber-Drehbühne montiert war. Das andere Modul war an eine auf einem Dreibeinstativ befestigte logarithmisch-periodischen Präzisionsantenne von TDK (die als Strahler fungierte) angeschlossen und ebenfalls auf einem Dreibeinstativ befestigt. Das Ziel bestand darin, das Antennen-Richtdiagramm und den Antennengewinn auf den vier Einzelfrequenzen 700, 800, 1000 und 2000 MHz zu verifizieren. Die zu messende Antenne war auf dem Gipfelpunkt des Dreiecks befestigt, mit dem „Strahler“ auf einer gegenüberliegenden Seite und mit einer Hornantenne (mit standardmäßigem Antennengewinn) auf der anderen Seite. Diese Anordnung gewährleistet, dass für die später geplanten Messungen des Antennengewinns keine mechanischen Änderungen vorgenommen werden müssen. Der Abstand und damit die Freiraumdämpfung (FSL) sind konstant und es ist lediglich eine Neuausrichtung mit einem Laser erforderlich, wenn von der Messung des Antennendiagramms zur Messung des Antennengewinns gewechselt wird. Ein MATLAB-Script wurde verwendet, um die ShockLine- VNA-Module über die Shock- Line-GUI-Software und den Zaber-Schrittmotor zu steuern. Messergebnisse Typische Ergebnisse für den Antennengewinn sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt, wobei die Antennen-Richtdiagramme in Bild 2 und 3 in Blickrichtung der Welle bis auf den Maximalwert normalisiert und mithilfe eines Filters mit beweglichem Mittelwert, der eine Spanne von 3 aufweist, geglättet wurden. Ein Vergleich der Ergebnisse mit der USLP 9143-Lieferantenspezifikation zeigt, dass Form und Gestalt zueinander passen, die Ergebnisse jedoch eingegrenzter und nicht so gleichmäßig sind, wie die vom Lieferanten angegebenen Ergebnisse. Grund dafür sind die, auf die nicht idealen Umgebungsbedingungen (Entfernung zur Erde, in der Nähe der Messfläche befindliche Lichtmasten, Gebäude usw.) zurückzuführenden, Reflexionen. Fazit Ziel der Messkampagne war es, den Nachweis über die Machbarkeit von Freiraum-Antennenmessungen „auf der Wiese“ zu erbringen, bei denen Eintor- USB-VNA-Module MS46121A der ShockLine-Gerätefamilie von Anritsu zum Einsatz kommen, die mithilfe eines aktiven USB-to-LAN-Konverters über eine große Entfernung hinweg miteinander verbunden sind. Das geplante Ergebnis war ein qualitativer Vergleich zwischen den Werten, wie sie in der Lieferantenspezifikation für die USLP 9143 angegeben sind, und den Messergebnissen des Antennen- Richtdiagramms und des realisierten Antennengewinns. Es war möglich aufzuzeigen, dass eine begrenzte Investition in Prüfund Messhardware hinreichend exakte Messergebnisse in einer Umgebung liefern kann, die für eine Antennencharakterisierung weit vom Optimalzustand entfernt ist. Der Versuchsaufbau eignet sich ideal für VHF- und UHF-Anwendungen, bei denen die Techniker an schnellen Ergebnissen interessiert sind, um Antennenkonstruktionen zu validieren. Quellenangaben 1. Anritsu, ShockLine 1-Port USB VNA MS46121A, Online abrufbar unter https://www. anritsu.com/en-US/test-measurement/products/ms46121a 2. Jeffrey A. Fordham: “An introduction to antenna test ranges, measurements and instrumentation”, Microwave Instrumentation Technologies, LLC: http:// cuminglehman.com/wp-content/uploads/Introduction_to_ Antenna_Test_Ranges_Measurements_Instrumentation.pdf 3. S. Burgos, M. Sierra-Castañer: “Introduction to antenna measurement systems”, Technische Universität Madrid: http://ocw.upm.es/teoria-dela-senal-y-comunicaciones-1/ antenna-design-and-measurement-techniques/contenido/ MaterialCursoAthensUPM26/ intro-antenna-meas_athens09_ def2.pdf 4. N.K. Nikolova, “Lecture 8: Basic Methods in Antenna Measurements”, Kanadischer Lehrstuhl für Hochfrequnz-Elektromagnetismus, 2014: http:// www.ece.mcmaster.ca/faculty/ nikolova/antenna_dload/current_lectures/L08_Measure.pdf 5. Sergiy Pivnenko, “Antenna Measurements - Fundamentals and Advanced Techniques”, 24. Internationale Mobile Sommerakademie zum Thema Lichtund Mikrowellen, Technische Universität Dänemark, 2014: http://www.itss.ems.elektro. dtu.dk/~/media/Subsites/ITSS/ Forside/Programme(1)/Professors/L17%20%20Antenna%20 easurements_ITSS2014.ashx 22 hf-praxis 9/2017

Funkanbindung für jedes Design Vernetzen Sie Ihr Design mit Microchips Drop-In-Modulen und Plug-and-Play-Entwicklungstools Der Anschluss Ihres Designs an das Internet, die Cloud und andere Einrichtungen wird mit dem umfangreichen und benutzerfreundlichen Funklösungen von Microchip nun noch einfacher. Drop-in-Module und Plug-and-Play-Entwicklungstools sind so konzipiert, dass sie für ein schnelles Prototyping und eine noch schnellere Markteinführung sorgen. Als Branchenführer bietet Microchip die Funklösung, die Sie für jede stromsparende Wi-Fi®-, Bluetooth®-Low-Energy (BLE)-, ZigBee®-3.0-, MiWi- Mesh-, Sigfox- oder Langstrecken- bzw. LoRa-Anwendung benötigen. MiWi www.microchip.com/wireless Der Name Microchip und das Logo sind eingetragene Warenzeichen; MiWi ist eine Marke der Microchip Technology Incorporated in den USA und anderen Ländern. Der Name LoRa und das dazugehörige Logo sind Marken der Semtech Corporation oder ihrer Tochtergesellschaften. Alle anderen Marken sind Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer. © 2017 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. DS70005228B. MEC2139Ger07/17

hf-praxis

PC & Industrie

© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel