VHF/UHF Биконическая Антенна для Тестирования Приложений

Скрипт Open Live Script

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 полосы пропускания 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 полосы пропускания 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')

Figure contains an axes object. The axes object with title Wire Biconical antenna contains 9 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

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);

Figure contains an axes object. The axes object with title Impedance contains 2 objects of type line. These objects represent Resistance, Reactance.

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);

$Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type line. This object represents dB(S_{11}).$

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);

Figure contains an axes object and other objects of type uicontrol. The axes object contains 9 objects of type patch, surface.

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.

Документация