VHF/UHF Биконическая Антенна для Тестирования Приложений

В этом примере показано, как проектировать и анализировать проводную биконическую антенну, которая может использоваться в различных приложениях тестирования. Проводные биконические антенны используются в качестве типичной жертвы в любой тестовой лаборатории податливости в разнообразии тестирования приложений, таких как тестирование неприкосновенности, тестирование эмиссии, контроль спектра и экранирование эффективности и т.д.

  • Тестирование неприкосновенности: Излученное тестирование неприкосновенности требует, чтобы устройство под тестом (DUT) действовало, когда освещено с высокими полями электромагнитной энергии. Проводные биконические антенны способны к генерации тех высоких полей в более низком диапазоне от 20 МГц до 80 МГц и в более высоком диапазоне от 80 МГц до 300 МГц. Большая проводная биконическая антенна может произвести более высокие поля.

  • Тестирование эмиссии: тестирование эмиссии Излучения является наиболее распространенным типом теста на соответствие. Это может измерить полевую силу DUT обычно в 30 МГц к 1 ГГц. Проводные биконические антенны являются отличным выбором для портативных приложений.

  • Экранирование Эффективности: Проводная биконическая антенна имеет коаксиальный симметрирующий трансформатор раны, который может обработать высокие поля радиочастоты.

  • Контроль спектра: Радио-наблюдение покрывает широкий рабочий диапазон. Проводные биконические антенны являются идеальным решением для этих приложений из-за их широкой пропускной способности и всенаправленной диаграммы направленности.

Полуволновые дипольные антенны использовались в таких приложениях ранее. Однако эти антенны требуют большего количества времени в тестировании, когда длина антенны должна быть настроена для каждой частоты интереса. Принимая во внимание, что, соедините биконические антенны, выгодны в этом отношении из-за их широкой пропускной способности и всенаправленного шаблона.

Этот пример проектирует проводную биконическую антенну с устойчивым импедансом по широкому диапазону частот 300 МГц к 1 ГГц. Этот диапазон частот имеет плоские характеристики усиления, который является всенаправленным в H-плоскости и двунаправленным в электронной плоскости как полуволновая дипольная антенна.

Задайте параметры

Размерности, показанные в этом рисунке, используются, чтобы создать проводную биконическую антенну, чтобы покрыть частотный диапазон 300 МГц к 1 ГГц, который является областью значений UHF для EMI и приложения тестирования EMC.

N  = 12;
Sw = 12e-3;
Hh = 150e-3;
Ch = 405.2e-3;
Nr = 35e-3;
Br = 353.2e-3;
Fh = 25e-3;
Fw = 18e-3;

Создайте проводную биконическую антенну

Создайте проводную биконическую антенну заданными параметрами.

ant = biconeStrip;
ant.NumStrips    = N;
ant.StripWidth   = Sw;
ant.HatHeight    = Hh;
ant.ConeHeight   = Ch;
ant.NarrowRadius = Nr;
ant.BroadRadius  = Br;
ant.FeedHeight   = Fh;
ant.FeedWidth    = Fw;
figure;
show(ant);
title('Wire Biconical antenna')

Импеданс

Проводная биконическая антенна действует как дипольная антенна за исключением того, что ее скелет имеет элемент конической формы. Эта антенна показывает устойчивый импеданс для широкого диапазона частот в пределах от 300 МГц к 1000 МГц. Сбалансированная система канала должна использоваться между антенной и системой передатчика и приемника.

freq = linspace(300e6,1e9,101);
figure;
impedance(ant,freq);

Отражательный коэффициент

Спроектированная проводная биконическая антенна обеспечивает отражательный коэффициент меньше, чем-10dB для желаемой операционной частоты без соответствующей сети или симметрирующего трансформатора. Таким образом спроектированная антенна предпочтена в приложениях EMC. Широкополосное покрытие и компактный размер являются главными преимуществами этой антенны. Мы выбираем частотный диапазон от 0,3 ГГц до 1 ГГц и вычисляем S-параметры антенны.

s11 = sparameters(ant,freq);
figure;
rfplot(s11);

Диаграмма направленности

Диаграмма направленности проводной биконической антенны подобна диаграмма направленности полуволновой дипольной антенны. Проводная биконическая антенна отображает всенаправленный шаблон (круговая форма) в H-плоскости и и двунаправленный шаблон (восьми, имеющий форму) в электронной плоскости, как показано в этом рисунке. Антенна используется в полевом наблюдении и приложениях мониторинга спектра из-за его ширины луча H-плоскости.

Постройте 3-D диаграмму направленности антенны на уровне 300 МГц.

f = 300e6;
figure;
pattern(ant,f);

Проводная биконическая антенна показывает всенаправленный шаблон для частот в пределах от 300 МГц к 1000 МГц с усилением, варьирующимся между 2.04 дБ к 3.283 дБ.

Постройте шаблон вертикального изменения антенны на различных частотах.

p1 = patternElevation(ant,300e6);
p2 = patternElevation(ant,600e6);
p3 = patternElevation(ant,1000e6);
figure; polarpattern(p1);
hold on; polarpattern(p2);
hold on; polarpattern(p3);
legend 300MHz 600MHz 1000MHz;

Заключение

Проводная биконическая антенна играет главную роль в тестировании приложений из-за его преимуществ перед другими антеннами. Его главные преимущества являются компактным размером и широкополосно передают характеристики наряду со всенаправленной диаграммой направленности. Независимо от типа теста (стандартный тест податливости или простой полевой контрольный тест), антенна отображает эффективные показатели производительности.

Ссылка

"ПУТАНИЦА SCHWARZBECK - ELEKTRONIK”, [Онлайн]. https://www.yumpu.com/en/document/read/35274071/schwarzbeck-mess-elektronik.