WIFI天線參量丈量

    WIFI天線參量丈量

    WIFI天線參量是描述WIFI天線特征的量，可用試驗的辦法測定。WIFI天線參量的丈量(簡稱為WIFI天線丈量)是規劃WIFI天線和調整WIFI天線的重要手法。由于WIFI天線的特征是多方面的，所以一個WIFI天線有很多個參量(見WIFI天線特性參量、WIFI天線方向性、WIFI天線阻抗)。在這些參量中，大多數情況下要側重丈量的是方向圖、輸入阻抗和增益。
    WIFI天線方向圖的丈量 　圖1是丈量經過WIFI天線相位中心各平面內的方向圖的計劃之一。圖中WIFI天線1為被測WIFI天線，與信號發生器相連用作發射,它裝在旋轉平臺上能作360°滾動;WIFI天線2為輔助WIFI天線，它與電場強度計相連以便測得離被測WIFI天線必定間隔處的場強。兩WIFI天線的極化特性要求相同，為了近似滿意遠場條件，兩WIFI天線間的間隔應滿意
    當滾動被測WIFI天線1時，可在WIFI天線2處測得以滾動角θ表明的函數的電場強度E(θ)，于是就可畫出滾動平面內的WIFI天線 1的方向圖。若被測WIFI天線為半波WIFI天線，它的子午面內的方向圖如圖2a，當把WIFI天線滾動90°使之垂直于滾動平面時,可測得赤道面內的方向圖(圖2b)。若把WIFI天線任意傾斜裝置，則可測得任意面內的方向圖。此外，也可固定被測WIFI天線1，而把輔助WIFI天線2沿以被測WIFI天線為中心,間隔r為半徑的圓周運動，同樣能夠測得WIFI天線的方向圖。若把收發條件互換，即把被測WIFI天線用作接納，輔助WIFI天線用作發射，終究測得的WIFI天線方向圖并無改變，這是契合WIFI天線互易定理的。
    WIFI天線輸入阻抗的丈量 　WIFI天線輸入阻抗是從WIFI天線的輸入端向WIFI天線看去的阻抗，從準則上說，所有丈量阻抗的辦法都能夠用來丈量WIFI天線的輸入阻抗。但實踐上，常用的辦法是電橋法和丈量線法。前者常用于短波以下，后者常用于超短波以上的WIFI天線。
    WIFI天線輸入阻抗的電橋法丈量。圖中的信號發生器發生所需頻率的電壓，把它加到電橋的一個對角線上，在另一對角線上接高頻微伏電壓表作平衡指示器。電橋由四個阻抗構成，其中Z1和Z2為固定阻抗，Z3為可變阻抗,Zx為被測WIFI天線的輸入阻抗，即把WIFI天線的輸入端作為電橋的一個臂。調節可變阻抗使平衡指示器的讀數為零，表明電橋已到達平衡，根據電橋平衡條件就可核算出
    能夠按照圖4用丈量線法丈量WIFI天線的輸入阻抗。圖中的丈量線是一段(長度應大于半波長)帶有可移動場強指示器的傳輸線，丈量線的一端連接信號發生器，發生器調到所需的頻率，丈量線的另一端連接被測WIFI天線。經過丈量沿丈量線上的電壓(電場)散布(圖4)，就能夠用下式算出被測WIFI天線的輸入阻抗Zx
    式中ZC為丈量線的特性阻抗;K為行波系統，，λ為作業波長;z0為第一個電壓波節至被測阻抗連接點的間隔。
    用丈量線法測阻抗時，根據測得的數據核算待測阻抗值是一件費時的作業，特別由于WIFI天線的輸入阻抗是隨作業頻率而改變的，所以當需求在很多的頻率點上丈量WIFI天線的輸入阻抗時，作業量將大為增加。但若用圓圖來核算待測阻抗或用主動掃頻阻抗丈量儀，則可大大削減丈量WIFI天線輸入阻抗的作業量。
    WIFI天線增益系數的丈量 　WIFI天線增益系數的丈量常用絕對法和比較法。可按圖5用絕對法測WIFI天線的增益系數。首要用功率計和場強計分別測出待測WIFI天線的輸入功率和滿意遠間隔 r處的電場強度，然后用下式求得該WIFI天線的增益系數：
    式中E為間隔r處最大輻射方向的電場強度;P為輸入功率。
    可按圖6用比較法測WIFI天線的增益系數。信號發生器的輸出經匹配器先接到被測WIFI天線，此刻場強計在間隔r處測得電場強度為E1;然后用已知增益為G′倍的標準WIFI天線替換被測WIFI天線，并重新調整匹配，由場強計測得電場強度為E2。再用下式即可算出被測WIFI天線的增益系數G：
    模仿丈量 　在試驗室內進行WIFI天線參量的丈量時要求被測WIFI天線有一個“適宜”的尺度。有用WIFI天線的尺度巨細懸殊，大的達幾百米以上，而小的只有幾個毫米。為便于丈量，可在恰當頻率上丈量縮小或擴大了的模型。此刻需求先規劃好模型WIFI天線，使它的參量和實踐WIFI天線的相同。這就是WIFI天線的模仿丈量。
    在自由空間條件下，制造線度因子為Kd的模型WIFI天線(即模型WIFI天線的尺度等于實踐WIFI天線的尺度除以Kd)，在丈量時應滿意下列條件：作業頻率f2=Kd·f1,模型WIFI天線的電導率σ2=Kd·σ1,此處f1和σ1表明實踐WIFI天線的作業頻率和電導率。
    在實踐WIFI天線的模仿丈量中，往往只能滿意上述第一個條件，而滿意不了第二個條件，但這關于大多數高效率的WIFI天線，不會引入太大的差錯。
    近場丈量 　關于射電天文、雷達設備等應用的大口徑WIFI天線，丈量時很難滿意所需的最小間隔。如WIFI天線口徑 100米，作業波長10厘米，測驗間隔
    ，這樣大的測驗場地事實上是無法辦到的。還由于地球表面曲率的影響,為使電磁波不為球形地球表面所遮擋,收發WIFI天線的高度也將到達不現實的程度。對這樣的大WIFI天線，其參量的丈量通常有兩種辦法，即運用射電星的丈量技能和近場丈量技能。
    射電星丈量技能就是運用輻射穩定的射電星作為發射源，被測WIFI天線用于接納。這樣就可確保收發間間隔遠大于最小測驗間隔。
    近場丈量技能是在WIFI天線鄰近(距WIFI天線表面僅幾個焦距的間隔范圍內)丈量遠區的WIFI天線參量。近場丈量技能包含縮距法、聚集法和外推解析法。
    ①　縮距法：運用特定的信號發射WIFI天線，使收發WIFI天線之間的間隔削減后，仍能確保發射WIFI天線在接納WIFI天線口徑處發生如同遠間隔時一樣的平面波。一般的發射WIFI天線在其鄰近發生的是球面波。為把球面波校正為平面波，可用附加的透鏡或拋物面反射器等。
    ②　聚集法：調整被測WIFI天線，使如拋物面反射器WIFI天線、透鏡WIFI天線、相控陣WIFI天線等有聚集特性的WIFI天線，原來對無量遠處的聚集改變為聚集于近場區(幾個焦距或幾十個波長的間隔內)，然后在焦區測取其方向圖。使WIFI天線聚集于近場區的辦法是：對拋物面反射器WIFI天線可把饋源從焦點沿軸外移一小段間隔;對透鏡WIFI天線可把饋源裝置在一個焦距到兩個焦距的范圍內;對相控陣WIFI天線則可經過恰當調整其移相器而到達。
    ③　外推解析法：先測得WIFI天線口徑上的場散布或WIFI天線導體表面上的電流散布，然后用解析的辦法算出遠區場散布，即WIFI天線的遠區方向圖。
    微波暗室 　在普通試驗室內進行WIFI天線參量的丈量時，周圍環境使電磁波發生反射、散射和繞射等現象，這些反射、散射和繞射場對丈量場的“攪擾”導致丈量精度的下降，這對方向圖的零值深度和副瓣等弱小場的丈量，影響尤為嚴峻。樹立微波暗室能夠處理這個問題。微波暗室就是周圍裝置微波吸收資料的試驗室。暗室不光用于WIFI天線丈量，還可用于目標散射場和繞射場等弱場強的丈量。運用暗室除能削弱攪擾場因此提高丈量精度外，還能確保有一個保密的、全天候的丈量環境。從1953年樹立第一個微波暗室以來，暗室的技能指標已有很大的改善。
    起先，暗室采用平板型吸收資料，這種資料的吸收頻帶較窄。現代寬帶微波暗室大多運用錐形或楔形吸收資料。一個規劃良好的微波暗室，在丈量區內的攪擾場能夠做到-40分貝以下。