Измерительный стенд на основе компактного планарного сканера ближнего электромагнитного поля


https://doi.org/10.24108/rdeng.0517.0000112

Полный текст:


Аннотация

Во введении представлены основные преимущества и недостатки активно развивающихся ближнеполевых методов измерения диаграмм направленности антенн. Предложено устранить недостаток высокой стоимости планарных сканеров ближнего поля, используемых для контроля характеристик слабонаправленных антенн, за счет применения экономичных автоматических конструкций, подобных тем, что используются в 3D-принтерах, работающих по методу FDM. Для этих целей разработан и собран лабораторный стенд планарных ближнеполевых измерений, предназначенный для измерения характеристик излучения антенн СВЧ и КВЧ диапазонов частот. Основные части стенда: планарный сканер, СВЧ измерительный блок с измерительным зондом и ПЭВМ со специальным программным обеспечением.

Разработан и введен в эксплуатацию планарный сканер ближнего электромагнитного поля с точностью позиционирования 80 мкм. Для управления планарным сканером с ПЭВМ по интерфейсу USB применен контроллер Arduino UNO R3 с модулем Arduino motor shield V2.

Разработан специализированный программный комплекс в среде Matlab для управления стендом и получения данных, который включает в себя: программу управления планарным сканером и программу вычисления диаграмм направленности по амплитудно-фазовому распределению поля в плоскости перед антенной. Разработанная программа управления с графическим интерфейсом позволяет синхронизировать работу векторного анализатора цепей и планарного сканера, управлять положением зонда, считывать данные с векторного анализатора цепей.

Разработан и изготовлен облучатель зеркала радиоколлиматора Ku-диапазона длин волн со столообразной диаграммой направленности и хорошим согласованием в полосе частот от 12,5 ГГц до 17 ГГц. Проведен сравнительный анализ расчетной диаграммы направленности облучателя с измеренными. Экспериментальные ДН получены на разработанном лабораторном стенде в ближней зоне и методом «точка-точка» на стенде в дальней зоне.

Проведенный эксперимент показал эффективность разработанного лабораторный стенд на основе экономичного компактного планарного сканера ближнего электромагнитного поля.


Об авторах

Э. О. Можаров
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва НИИ РЭТ МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Можаров Эдуард Олегович

м.н.с НИИ РЭТ Радиоэлектронной техники МГТУ им. Н.Э. Баумана,

ассистент кафедры РЛ1 МГТУ им. Н.Э. Баумана



Д. С. Михайлов-Овсянников
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


Список литературы

1. Курочкин А.П. Теория и техника антенных измерений // Антенны. 2009. № 7(146). С. 39-44.

2. Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерения параметров антенно-фидерных устройств. 2-е изд. М.: Связь, 1972. 352 с.

3. Методы измерений параметров излучающих систем в ближней зоне / Отв. ред. Л.Д. Бахрах. Л.: Наука, 1985. 272 с.

4. Picard D. Antenna measurement // Microwave and millimeter wave technologies: Modern UWB antennas and equipment / Ed. by I. Minin. Olajnica: In-Teh, 2010. Pp. 193-214.

5. Antenna engineering handbook / Ed. by J.L. Volakis. 4th ed. N.Y.: McGraw-Hill, 2007.

6. Yaghjian A. An overview of near-field antenna measurements // IEEE Trans. on Antennas and Propagation. 1986. Vol. 34. No. 1. Pp. 30-45. DOI: 10.1109/TAP.1986.1143727

7. Калинин Ю.Н. Измерение диаграмм направленности антенн в планарном сканере без измерения фазы // Антенны. 2015. № 1 (212). С. 61-68.

8. Кривошеев Ю.В., Шишлов А.В. Сравнение методов восстановления диаграммы направленности по измерениям в зоне Френеля и в ближней зоне // Антенны. 2015. № 2 (213). С. 55-63.

9. Радченко В.Ю., Зимницкая Л.В., Кравченко М.А. FDM технологии // Gaudeamus Igitur. 2015. № 1. С. 129-131.

10. Бей Н.А., Митрохин В.Н., Парщиков А.А., Ямашкин В.П. Антенный полигон с зеркальным коллиматором // Антенны. 2006. № 7. С. 83-84.

11. Митрохин В.Н., Можаров Э.О., Пропастин А.А. Облучатель Ка-диапазона волн с секторной диаграммой направленности // Антенны. 2015. № 9(220). С. 3-8.

12. Можаров Э.О. Исследование качества работы зеркального коллиматора Ка-диапазона волн с использованием тестовых антенн // Молодежный научно-технический вестник. Электрон. журн. 2013. № 2. Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru/doc/550923.html (дата обращения 18.09.2017).

13. Instrument control toolbox – Работа с данными. Режим доступа: http://matlab.exponenta.ru/instrumcontrol/index.php (дата обращения 10.09.2017).

14. Ashok Kumar V., Narasimha Raju K., Venu Gopala Rao M. Cost effective implementation of 3D space vector modulation using Matlab-Aurduino interface // Intern. J. of Applied Engineering Research (IJAER). 2014. Vol. 9. No. 20. Pp. 6525-6541.

15. Bing Yan B, Saoudy S.A., Sinha B.P. A low cost planar near-field/far-field antenna measurement system // Antennas and Propagation Soc. Intern. Symp. (Montreal, Canada, July 13-18, 1997): Digest. Vol. 1. N.Y.: IEEE, 1997. Pp. 152-155. DOI: 10.1109/APS.1997.630109

16. Joy E.B. Near-field qualification methodology // IEEE Trans. on Antennas and Propagation. 1988. Vol. 36. No. 6. Pp. 836-844. DOI: 10.1109/8.1186

17. IEEE recommended practice for near-field antenna measurements: IEEE Standard 1720-2012. N.Y.: IEEE, 2012. 90 p. DOI: 10.1109/IEEESTD.2012.6375745


Дополнительные файлы

Для цитирования: Можаров Э.О., Михайлов-Овсянников Д.С. Измерительный стенд на основе компактного планарного сканера ближнего электромагнитного поля. Радиостроение. 2017;(5):38-51. https://doi.org/10.24108/rdeng.0517.0000112

For citation: Mozharov E.O., Mikhaylov-Ovsyannikov D.S. Measuring Bench Based on a Compact Planar Scanner of the Near Electromagnetic Field. Radio Engineering. 2017;(5):38-51. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/rdeng.0517.0000112

Просмотров: 428

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-926X (Online)