ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการวัดเสาอากาศ

https://www.whwireless.com/

ใช้เวลาประมาณ 25 นาทีในการอ่านให้จบ

ความรู้พื้นฐานของการวัดเสาอากาศเกี่ยวข้องกับหลายแง่มุม รวมถึงฟังก์ชันเสาอากาศ พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ วิธีการวัด และสภาพแวดล้อมการทดสอบ ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานของการวัดเสาอากาศ:

1Ã การทำงานของเสาอากาศ

เสาอากาศเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบสื่อสารไร้สาย และหน้าที่หลักได้แก่:

การแผ่รังสีทิศทางหรือการรับสัญญาณคลื่นวิทยุ: ในสถานะการส่งสัญญาณ เสาอากาศ แปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงในสายส่งเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่ว่าง ในสถานะรับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่ว่างจะถูกแปลงเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงในสายส่ง

การแปลงพลังงาน: เสาอากาศจำเป็นต้องแปลงพลังงานคลื่นนำทางที่แพร่กระจายโดยระบบป้อนให้เป็นพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ หรือแปลงพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับเป็นสัญญาณปัจจุบัน

⢠ทิศทาง: เสาอากาศสามารถแผ่หรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในลักษณะทิศทาง โดยมุ่งไปที่ทิศทางที่ต้องการมากที่สุด

โพลาไรซ์: เสาอากาศควรจะสามารถปล่อยหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของโพลาไรซ์ที่ระบุได้

2Ã พารามิเตอร์ประสิทธิภาพของเสาอากาศ

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพของเสาอากาศเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญสำหรับการวัดประสิทธิภาพ ซึ่งส่วนใหญ่ได้แก่:

เกน: หมายถึงความสามารถของเสาอากาศในการขยายสัญญาณที่ได้รับ ซึ่งมักจะเกี่ยวข้องกับทิศทางอย่างใกล้ชิด

ทิศทาง: อธิบายความเข้มของพลังงานการแผ่รังสีของเสาอากาศในทิศทางเฉพาะที่สัมพันธ์กับสถานะการแผ่รังสีรอบทิศทาง

ประสิทธิภาพ: รวมถึงประสิทธิภาพการแผ่รังสีของเสาอากาศและประสิทธิภาพโดยรวม โดยแบบแรกพิจารณาการสูญเสีย เสาอากาศ และแบบหลังพิจารณาการสูญเสียโดยรวม เช่น การสูญเสียตัวนำและไดอิเล็กทริกของเสาอากาศ

อิมพีแดนซ์: อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าต่อกระแสที่ขั้วอินพุตเสาอากาศ ซึ่งเป็นโหลดของระบบป้อน และต้องการอิมพีแดนซ์ที่ดีซึ่งจับคู่กับระบบป้อน

อัตราส่วนคลื่นนิ่ง (VSWR): สะท้อนถึงระดับการจับคู่ระหว่างเสาอากาศและระบบป้อน

โพลาไรเซชัน: วิธีการโพลาไรเซชันที่เสาอากาศส่งหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

แถบความถี่การทำงาน: ช่วงความถี่ที่เสาอากาศสามารถทำงานได้ตามปกติ

3ã วิธีการวัดเสาอากาศ

การวัดพารามิเตอร์ของเสาอากาศมักจะดำเนินการโดยใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น มิเตอร์วัดความแรงของสนาม มิเตอร์กำลัง มิเตอร์อิมพีแดนซ์ หรือเครื่องวิเคราะห์เครือข่าย รวมถึงอุปกรณ์ทดสอบเฉพาะทาง เช่น เสาอากาศมาตรฐาน วิธีการวัดได้แก่:

การวัดรูปแบบทิศทางการแผ่รังสี: โดยใช้วิธีเสาอากาศคงที่หรือวิธีเสาอากาศแบบหมุน วัดความเข้มของการแผ่รังสีของเสาอากาศในทิศทางที่แตกต่างกัน และวาดรูปแบบทิศทางการแผ่รังสี

การวัดเกน: ใช้วิธีการเปรียบเทียบ เปรียบเทียบเสาอากาศที่ทดสอบกับเสาอากาศมาตรฐานกับเกนที่ทราบ เพื่อกำหนดเกนของเสาอากาศที่ทดสอบ

การวัดความต้านทาน: ใช้วิธีบริดจ์ วิธีวัดเส้น หรือวิธีความถี่กวาดเพื่อวัดอิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศ

4ã สภาพแวดล้อมการทดสอบ

เพื่อที่จะวัดพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของเสาอากาศได้อย่างแม่นยำ จำเป็นต้องมีสภาพแวดล้อมการทดสอบที่เหมาะสม ซึ่งโดยปกติจะต้อง:

⢠พื้นที่เรียบและเปิดโล่ง: ไม่มีสิ่งกีดขวางที่เป็นโลหะหรือตัวสะท้อนแสง เพื่อลดผลกระทบต่อการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

⢠ระยะการทดสอบที่เพียงพอ: ระยะห่างระหว่างเสาอากาศที่ทดสอบและเสาอากาศเสริมจะต้องมากกว่าระยะการทดสอบขั้นต่ำของเสาอากาศ เพื่อลดข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากความแตกต่างของเฟสของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบบนรูรับแสงของเสาอากาศที่ทดสอบ ⢠ห้องไม่สะท้อนแสง (ห้องไร้คลื่นไมโครเวฟ): เยื่อบุของห้องทำจากวัสดุดูดซับรูปฟันแหลมคม ซึ่งสามารถดูดซับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ตกกระทบบนผนังทั้งหกของห้องและจำลอง เงื่อนไขการทดสอบพื้นที่ว่างอย่างดี

หลักการเสาอากาศ

หลักการของเสาอากาศส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการแผ่รังสีและการรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตลอดจนการแปลงพลังงานระหว่างคลื่นนำทางและคลื่นในอวกาศว่าง ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับหลักการเสาอากาศ:

1ã คำจำกัดความและฟังก์ชัน

คำนิยาม: เสาอากาศเป็นอุปกรณ์ที่สามารถแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในทิศทางเฉพาะในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ หรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากทิศทางเฉพาะในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ฟังก์ชัน: เสาอากาศมีบทบาทสำคัญในระบบการสื่อสารไร้สาย รับผิดชอบในการแปลงกระแสความถี่สูง (หรือคลื่นนำทาง) ให้เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและแผ่ออกไปในอวกาศ หรือรับและแปลงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศให้เป็นกระแสความถี่สูง

2ã หลักการทำงาน

1. การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า:

หลักการทำงานของเสาอากาศนั้นขึ้นอยู่กับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นหลัก เมื่อกระแสไฟฟ้าความถี่สูงผ่านเสาอากาศ จะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กรอบๆ เสาอากาศที่แตกต่างกัน ตามทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์ "สนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงจะสร้างสนามแม่เหล็ก และสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงจะสร้างสนามไฟฟ้า" ด้วยการกระตุ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้สามารถกระจายสัญญาณไร้สายได้

ที่ปลายส่งสัญญาณ เสาอากาศแปลงกระแสความถี่สูงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและแผ่ออกไปในอวกาศ ที่ปลายรับสัญญาณ เสาอากาศจะจับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศและแปลงเป็นกระแสความถี่สูง

2. การแปลงพลังงาน:

เสาอากาศทำหน้าที่เป็นตัวแปลงพลังงาน ทำให้เกิดการแปลงพลังงานระหว่างคลื่นนำทาง (หรือกระแสความถี่สูง) และคลื่นในอวกาศ เสาอากาศส่งสัญญาณแปลงคลื่นนำทางให้เป็นคลื่นอวกาศว่าง ในขณะที่เสาอากาศรับสัญญาณแปลงคลื่นอวกาศว่างเป็นคลื่นนำทาง

3. ทิศทางและโพลาไรซ์:

เสาอากาศมีทิศทางที่แน่นอนและสามารถแผ่หรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในลักษณะทิศทางได้ ซึ่งหมายความว่าเสาอากาศมีความสามารถในการแผ่รังสีหรือการรับสัญญาณที่แรงกว่าในทิศทางเฉพาะ ในขณะที่ความสามารถในทิศทางอื่นมีกำลังอ่อนกว่า

โหมดโพลาไรเซชันของเสาอากาศยังเป็นคุณลักษณะที่สำคัญอย่างหนึ่ง ซึ่งจะกำหนดสถานะโพลาไรเซชันของเสาอากาศเมื่อปล่อยหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

3Ã ประเภทและลักษณะของเสาอากาศ

เสาอากาศสามารถจำแนกตามเกณฑ์การจำแนกประเภทต่างๆ รวมถึงลักษณะการทำงาน วัตถุประสงค์ คุณลักษณะของเสาอากาศ การกระจายกระแส ย่านความถี่ พาหะ และรูปร่าง

ประเภทเสาอากาศทั่วไป ได้แก่ เสาอากาศสถานีฐานเคลื่อนที่ เสาอากาศกระจายเสียง เสาอากาศเรดาร์ เสาอากาศ WIFI เสาอากาศโทรศัพท์มือถือ ฯลฯ เสาอากาศแต่ละตัวมีสถานการณ์การใช้งานเฉพาะและคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ

4Ã การออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพเสาอากาศ

รูปร่าง ขนาด วัสดุ และปัจจัยอื่นๆ ของเสาอากาศล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพของเสาอากาศ ดังนั้น การออกแบบเสาอากาศจึงต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการอย่างครอบคลุม รวมถึงความถี่ในการทำงาน ทิศทางการแผ่รังสี โหมดโพลาไรเซชัน ข้อกำหนดการรับ ฯลฯ

ในกระบวนการออกแบบ โดยปกติจะใช้ซอฟต์แวร์จำลองสำหรับการจำลองและเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อให้แน่ใจว่าเสาอากาศสามารถตอบสนองข้อกำหนดการออกแบบได้

เสาอากาศคืออะไร

เสาอากาศเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการแผ่หรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการสื่อสารไร้สายอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ใน ระบบไร้สาย ซึ่งรับผิดชอบในการแปลงคลื่นนำทาง (เช่น การไหลของกระแสในสายส่ง) เป็นคลื่นวิทยุ (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายในพื้นที่ว่าง) หรือแปลงคลื่นวิทยุเป็นคลื่นนำทาง .

ฟังก์ชันเฉพาะของเสาอากาศได้แก่:

1. การแผ่รังสีและการรับสัญญาณ: ที่ปลายส่งสัญญาณ เสาอากาศจะแปลงกระแสความถี่สูงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้เป็นคลื่นวิทยุและแผ่คลื่นเหล่านี้ออกสู่พื้นที่โดยรอบ ที่ส่วนรับสัญญาณ เสาอากาศจะจับคลื่นวิทยุในอวกาศและแปลงเป็นกระแสความถี่สูงเพื่อการประมวลผลเพิ่มเติมโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

2. การแปลงพลังงาน: เสาอากาศเป็นสื่อกลางในการแปลงพลังงาน ซึ่งสามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้เป็นพลังงานของคลื่นวิทยุ หรือแปลงพลังงานของคลื่นวิทยุให้เป็นพลังงานไฟฟ้า

3. ทิศทาง: เสาอากาศจำนวนมากได้รับการออกแบบให้มีทิศทางเฉพาะ ซึ่งหมายความว่าสามารถแผ่หรือรับคลื่นวิทยุในทิศทางเฉพาะได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เสาอากาศแบบทิศทางสามารถช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการสื่อสาร ลดการรบกวน และเพิ่มระยะห่างในการสื่อสาร

4. โพลาไรเซชัน: โพลาไรเซชันของเสาอากาศหมายถึงทิศทางของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่หรือรับคลื่นวิทยุ วิธีการโพลาไรซ์ทั่วไป ได้แก่ โพลาไรเซชันแนวนอน โพลาไรเซชันแนวตั้ง โพลาไรเซชันแบบวงกลม และโพลาไรซ์แบบวงรี วิธีการโพลาไรซ์ที่ต่างกันอาจมีข้อดีและข้อจำกัดในการสื่อสารที่แตกต่างกัน

5. การจับคู่อิมพีแดนซ์: เพื่อให้สามารถส่งและรับคลื่นวิทยุได้อย่างมีประสิทธิภาพ เสาอากาศจะต้องจับคู่กับอิมพีแดนซ์กับสายส่ง (เช่น ตัวป้อน) ซึ่งหมายความว่าอิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศควรตรงกับอิมพีแดนซ์คุณลักษณะของสายส่งเพื่อลดการสะท้อนและการสูญเสียพลังงานระหว่างการส่งสัญญาณ

เสาอากาศมีหลายประเภท รวมถึงแต่ไม่จำกัดเฉพาะเสาอากาศแบบไดโพล เสาอากาศแบบลูป เสาอากาศแบบพาราโบลา เสาอากาศแบบเกลียว เสาอากาศแบบอาร์เรย์ ฯลฯ เสาอากาศแต่ละตัวมีสถานการณ์การใช้งานเฉพาะและคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ เช่น อัตราขยาย ทิศทาง ความถี่ การตอบสนอง โหมดโพลาไรเซชัน ฯลฯ

https://www.whwireless.com/