Измерительные антенны KADAMM — 20 МГц – 750 ГГц, 391 модель

Измерительные антенны: 391 модель. Измерительные зонды для антенных стендов ближней зоны. В разделе 21 серия КАДАММ (KADAMM), соединители N, SMA, 2,4 мм, 2,92 мм, 1,0 мм, 1,85 мм. Полные таблицы исполнений с артикулами — в карточках серий, технические описания — в PDF на страницах серий.

Что это и зачем

Зонд ближнего поля — слабонаправленная измерительная антенна, которой сканируют поле испытуемой антенны вблизи её раскрыва. По измерениям в ближней зоне пересчитывают диаграмму направленности в дальней зоне. Волноводные зонды с открытым концом имеют предсказуемую диаграмму, двухполяризационные измеряют обе составляющие поля за один проход.

В серии KADAMM — 391 модель; типоразмер или диапазон, вход и исполнение — в таблице.

Устройство и принцип работы: измерительный зонд ближнего поля

Зонд ближнего поля — небольшая измерительная антенна, которой сканер проходит по поверхности перед испытуемой антенной и снимает амплитуду и фазу поля в каждой точке. По этим данным расчётом восстанавливают диаграмму направленности в дальней зоне — без полигона большой длины.

Зонд должен мало возмущать измеряемое поле и иметь известную собственную диаграмму: она учитывается при пересчёте (коррекция зонда). Поэтому зонды делают простыми по форме и с хорошо рассчитываемой диаграммой.

Классический зонд — открытый конец прямоугольного волновода с коаксиальным переходом или фланцем. Наружные стенки сужают, чтобы уменьшить площадь, отражающую волну обратно на испытуемую антенну. Для низких частот применяют симметричные вибраторы, для двух поляризаций — зонды с ортомодовым преобразователем.

Открытый конец волновода принимает поле своей поляризации с широкой, плавной диаграммой; переход передаёт сигнал на приёмник. Сканер перемещает зонд по плоскости, цилиндру или сфере, а измеренное распределение поля преобразуется в диаграмму дальней зоны с учётом диаграммы самого зонда.

• Рупор стандартного усиления (серии АР). Узкий луч и высокое усиление — для дальней зоны, а не для сканирования вблизи антенны.
• Линейные сканеры и ОПУ (серии ОПУ). Перемещают зонд или антенну; зонд устанавливается на их каретку.
• Двухполяризационные рупоры (серии АРГ). Тоже два порта, но больше усиление и размеры — для измерений в дальней зоне.

Устройство и принцип работы: рупорная антенна

Рупорная антенна — отрезок волновода, плавно расширяющийся к раскрыву. Расширение согласует волновод со свободным пространством и формирует направленный луч. Рупоры — главный инструмент антенных измерений: образцовые антенны при калибровке, передающие и приёмные антенны стендов, облучатели зеркал и линз, антенны испытаний на электромагнитную совместимость.

Рупор прост по устройству и предсказуем: его усиление и диаграмма направленности хорошо рассчитываются по размерам раскрыва и длине, поэтому рупоры стандартного усиления служат опорой, относительно которой измеряют усиление других антенн.

Рупор состоит из горловины — волноводного или коаксиального входа — и расширяющейся части. Пирамидальный рупор расширяется в обеих плоскостях прямоугольного сечения, секторный — только в одной, конический продолжает круглый волновод. Внутренние стенки бывают гладкими, гофрированными или с гребнями; от этого зависят полоса частот, симметрия луча и уровень кроссполяризации.

Вход выполняют волноводным фланцем либо коаксиальным соединителем: коаксиальный вход получают встроенным зондом в горловине или отдельным коаксиально-волноводным переходом. Для круговой поляризации между горловиной и входом ставят поляризатор, для двух поляризаций — ортомодовый преобразователь.

Волна основного типа из волновода расходится по рупору; фронт волны в раскрыве получается почти плоским, и раскрыв излучает как площадка с заданным распределением поля. Чем больше раскрыв в длинах волн, тем уже луч и выше коэффициент усиления. Длина рупора ограничивает фазовую ошибку в раскрыве: короткий рупор с большим раскрывом теряет усиление и поднимает боковые лепестки.

Антенна взаимна: на приём она работает с той же диаграммой, усилением и поляризацией, что и на передачу.

• Двухгребневые рупоры (серии АРГ). Гребни в горловине расширяют полосу на несколько октав, но луч и согласование сильнее меняются по частоте.
• Линзовые антенны (серии АЛ). Линза в раскрыве выравнивает фазу: при той же длине — больше усиление и уже луч.
• Зеркальные антенны (серии АПР). Для высокого усиления рупор становится облучателем параболического зеркала — габарит раскрыва значительно больше.
• Зонды ближнего поля (серии АЗ). Открытый конец волновода без рупора: широкий луч и малые размеры для сканирования вблизи антенны.

Устройство и принцип работы: эталонная вибраторная антенна

Эталонная антенна — антенна с расчётно известным коэффициентом усиления, по которой калибруют измерительные площадки, определяют антенный коэффициент других антенн и проверяют установки для измерения напряжённости поля в метровом и дециметровом диапазонах.

В основе — симметричный вибратор: два проводника, питаемые в середине. Его диаграмма и усиление хорошо описываются теорией, поэтому измерение, выполненное с таким вибратором, легко пересчитать и сравнить между лабораториями.

Вибраторные плечи закреплены на изолирующем держателе; в точке питания стоит симметрирующее устройство, переводящее несимметричный коаксиальный вход в симметричное питание плеч. Без него по оплётке кабеля течёт ток, кабель начинает излучать и искажает диаграмму.

Длина плеч согласована с поддиапазоном модели: каждая антенна серии рассчитана на свою полосу, а весь ряд перекрывает диапазон набором моделей.

Ток в плечах вибратора распределяется стоячей волной; при длине около половины волны антенна резонансна, её входное сопротивление близко к активному и хорошо согласуется с трактом. Излучение максимально перпендикулярно оси вибратора и отсутствует вдоль неё.

Добавочные элементы — второй вибратор, рефлектор, директор — сужают луч и повышают усиление, сохраняя расчётность конструкции.

• Измерительные антенны Яги (серия АЯ). Больше элементов и выше усиление, но усиление определяется калибровкой, а не расчётом.
• Регулируемые вибраторы (серия АВД-Р). Длина плеч выставляется под частоту — один вибратор на широкий диапазон.
• Биконические антенны (серия АБК). Широкополосные, перекрывают весь диапазон одной антенной, но усиление зависит от частоты.

Устройство и принцип работы: измерительная вибраторная антенна

Вибраторные измерительные антенны построены на симметричном вибраторе — двух проводниках, питаемых в середине. Это антенны с простой и предсказуемой диаграммой, которые применяют для измерения напряжённости поля, проверки площадок, как зонды и как элементы решёток.

Плечи вибратора выполняют из трубок, стержней, печатных полосок или металлических пластин. В точке питания стоит симметрирующее устройство, переводящее коаксиальный вход в симметричное питание. Решётки собирают из нескольких вибраторов с общей схемой питания и отражателем.

Резонанс вибратора наступает, когда его длина близка к половине длины волны; широкополосные вибраторы расширяют полосу утолщением или расширением плеч. Диаграмма одиночного вибратора — восьмёрка в плоскости плеч и круг в перпендикулярной плоскости.

• Эталонные вибраторы (серии АЭВ). Фиксированная длина и аттестованное усиление на поддиапазон.
• Биконические антенны (серия АБК). Широкополосный вариант вибратора с конусами вместо плеч.
• Логопериодические антенны (серии АЛП). Набор вибраторов разной длины — широкая полоса и направленность.

Серии в разделе

Как выбрать

Выберите зонд под диапазон испытуемой антенны; для измерения двух поляризаций — двухполяризационное исполнение.

Частые вопросы

Смежные разделы