Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Безлицензионная связь

Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 30 дек 2016, 12:41

Решил открыть новую тему по особенностям измерения параметров антенн. Главным образом, в диапазонах 430мгц и 144мгц.

Основной инструмент (из наличия под руками) антенный анализатор T100+ от китайской конторы Times Technology http://timestechnology.com.hk/
T100Plus.jpg
T100+

В прибор загружена последняя актуальная прошивка T101-R004.ENC с сайта http://timestechnology.com.hk/support-T100-plus.html
T101-R004.zip
Прошивка
(52.48 КБ) Скачиваний: 38

Программа для прошивки под Windows
UpdateGUIVer-1-0-0-6.zip
Программа для прошивки
(204.24 КБ) Скачиваний: 37


Ссылка на драйвер USB под Windows (необходимо установить до работы с прибором) http://www.silabs.com/products/mcu/Pages/USBtoUARTBridgeVCPDrivers.aspx

Ну и мануал:
T100 plus Manual 2-1.pdf
(1019.65 КБ) Скачиваний: 47
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 30 дек 2016, 14:54

Работа T100+ с компьютером.
Прибор позволяет производить измерения в автономном режиме.
Но если есть возможность подключить его к компьютеру, то пользоваться им становится значительно удобнее.

Предлагаемое производителем оборудования ПО мало пригодно для реальной работы и является скорее демонстрацией связи прибора с ПК.
К счастью, чешскими радиолюбителями была разработана более удобная и функциональная ппрограмма. http://www.czcube.org/en/results/t100utility.html
Последняя версия программы V1.09, 2012-07-30

T100_v1_09.zip
(178.01 КБ) Скачиваний: 30

С тех далеких времен программа почему-то пропала с авторского сайта. Но после моего письма администрации сайта, две последние версии были возвращены для загрузки. За что им огромная благодарность от пользователей прибора.
Yagi_1.PNG

Фактически, при работе под управлением ПК прибор замеряет значение единственного параметра S11 на заданной частоте и отдает это значение в компьютер.
Программа на компьютере по построенному перечню значений S11 по частотам вычисляет остальные параметры: КСВ, активное и реактивное сопротивления и т.д.
Можно сохранить полученный массив данных в формате *.CSV. Это позволяет провести дополнительный анализ данных например, в Excel.

Разумеется, перед использованием программы необходимо на ПК установить USB драйвер (ссылка в предыдущем сообщении)
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 30 дек 2016, 15:07

Перейдем к калибровке прибора.
Для калибровке в комплекте с прибором есть три маленьких SMA-разъема - терминатора.
Calibration_kit_sma.jpg
Calibration_kit_sma.jpg (6.95 КБ) Просмотров: 1723

Open - открытый. Просто колпачёк без центрального контакта
Close - центральный контакт замкнут на корпус
Load - "образцовая" (чисто активная) нагрузка 50 Ом

При входе в режим калибровки прибор сам "подсказывает", что надо накрутить на тестовый разъем.
Затем с каждой нагрузкой "пробегает" по всему измеряемому диапазону частот. Для последней прошивки это два диапазона: 89МГц-230МГц и 390МГц-600МГц.
По завершению калибровки прибор готов к работе. Причем производится автоматическая блокировка доступа к калибровочным константам. Для повторной калибровки блокировку необходимо снять через меню.

Теперь посмотрим результаты калибровки.
Подключим 50 Ом терминатор к разъему прибора и снимем КСВ:
Test_Cal_Load_50_Ohm.PNG

Видим, что КСВ меняется в пределах 1.00-1.01 Всё нормально.

Теперь подключим эту же 50 ом нагрузку через кабель (длиной примерно 70см). И что же видим? Средний КСВ 1.05 до 1.10. Причем кабель и SMA разъемы достаточно качественные (С "привычными" разъемами типа PL-259 всё должно быть заметно хуже)
Test_Cal_Load_50_Ohm_Jumper_70cm.PNG


Что же делать? Очевидное решение провести калибровку прибора вместе с кабелем. То есть, наш тестовый отрезок длиной 70см "намертво" прикручиваем к прибору. И проводим повторную калибровку прикручивая тестовые нагрузки не прямо к прибору, а к нашему кабелю.
После завершения калибровки опять проверяем КСВ нашей "образцовой" нагрузки 50 Ом:
Test_Cal_w_Jmp_Load_50_Ohm_Jumper_70cm.PNG
Опять видим что всё здорово. КСВ в пределах 1.00-1.01. Но что же мы получим если теперь уберем кабель и прикрутим нагрузку 50 Ом прямо к прибору? Не трудно догадаться. КСВ опять вырос:
Test_Cal_w_Jmp_Load_50_Ohm_without_Jumper_70cm.PNG


Какие можно сделать выводы?
1. Измеренное согласование даже идеальной активной нагрузки зависит от того, прямо она подключена к прибору или всего лишь через короткий и достаточно качественный кабель с хорошими разъемами. Если же антенна реальная (активное сопротивление существенно отличается от 50 Ом плюс реактивная составляющая ), а кабель и разъемы не очень подходят для УКВ (например, RG-58 и PL-259) то результаты могут быть почти любые.
2. Если возможно, калибровку прибора нужно делать как можно ближе к точке, параметры которой нас интересуют. К примеру, отцепить кабель снижения от антенны, откалибровать прибор вместе с кабелем, после этого вернуть антенну на место и померять.
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 30 дек 2016, 15:09

(Анонс) Второй эксперимент - замер параметров стационарной двухдиапазонной антенны.
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 30 дек 2016, 15:10

(Анонс) Третий эксперимент - замер параметров антенн переносных р/ст.
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 30 дек 2016, 16:00

(Анонс) Измерение коэффициента укорочения кабеля, четвертьволновые трансформаторы и полуволновые повторители. Влияние затухания в кабеле на КСВ
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 30 дек 2016, 20:52

Обновил текст про калибровку.
Вопросы и темы для разбора приветствуются :)
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение Varlok » 31 дек 2016, 09:46

откуда уверенность, что при калибровке прибора с кабелем получим в результате измерений то что есть после кабеля на самом деле?

можно проверить:
после стандпртной калибровки снять график КСВ у исследуемого АФУ
после подключения удлиняющего провода и повторной калибровки с ним снять график этого же АФУ
результаты сравнить

снятие графика КСВ АФУ произвести 3-5 раз и результат усреднить (ну или хотя бы посмотреть одинаковый он или нет)
RK9FBW, 73!
Аватара пользователя
Varlok
 
Сообщения: 1020
Зарегистрирован: 20 фев 2012, 22:30
Откуда: Пермь
Позывной ПАРК59: Варлок
Рация: Alan 78+
Авто: ШНива
Номер клубной карты: 0
Р/Л позывной: RK9FBW

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 31 дек 2016, 12:53

Varlok писал(а):откуда уверенность, что при калибровке прибора с кабелем получим в результате измерений то что есть после кабеля на самом деле?
Для меня главный вывод из этой истории: "Совы не то, чем кажутся"(С) То есть, у меня есть уверенность, что уверенности нет. :du_ma_et:

А про калибровку на "конце кабеля" я когда-то читал (если правильно помню) в мануале на Rigexpert и что-то такое (если опять же правильно помню) на vfhdx писал Виктор UA9FAD. Да и простая логика не протестует против такого варианта.

Varlok писал(а):можно проверить:
после стандпртной калибровки снять график КСВ у исследуемого АФУ
после подключения удлиняющего провода и повторной калибровки с ним снять график этого же АФУ
результаты сравнить

Да, попробовать подключить более реальную (более сложную) нагрузку можно. Я думаю, что результат должен получиться примерно такой же.
В данном же случае мы фактически меряем КСВ куска кабеля с разъемами. И практически совпадающие (с точностью "до знака") графики КСВ это подтверждают.

Логика такая: скажем, доп. кабель внес дополнительную ёмкость, прибор при калибровке эту емкость скомпенсировал (сминусовал). После отключения кабеля (этой доп. емкости) получили подключенную к выходу виртуальную "отрицательную" емкость. То есть реактивность такой же величины но противоположного знака.
Кстати, скриншоты это подтверждают. Поведение КСВ практически одинаковое, но знак реактивности противоположный.

Varlok писал(а):снятие графика КСВ АФУ произвести 3-5 раз и результат усреднить (ну или хотя бы посмотреть одинаковый он или нет)

Попробовать можно( и нужно) но, на мой взгляд, повторяемость измерений самого прибора достаточно хорошая. Осреднение пригодилось бы при нестабилности параметров (например, геометрии) самого АФУ и (или) его окружения. Но тогда на мой взгляд, лучше сначала добиться нормальной повторяемости результатов, а уже потом переходить непосредственно к измерениям.
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

Re: Антенные измерения (с примерами и иллюстрациями)

Непрочитанное сообщение UA9-140 » 31 янв 2017, 22:13

В соседних ветках заговорили о применимости разных типов разъемов на высоких частотах.
Попробуем проиллюстрировать этот вопрос конкретными измерениями (и, конечно, картинками :))

Действующие лица те же: прибор T100+ и различные ВЧ переходники типов SMA, N и UHF (PL-259 и SO-239).
Также будем использовать эквивалент нагрузки Narda 370BNM (50 Ом, N-коннектор, до 18GHz)
Narda 370BNM.jpg


Изменения будем делать только на UHF диапазоне, так как там "эффект разъемов" заметнее.

Для начала, смеряем КСВ "штатного" SMA эквивалента (из комплекта T100) при "прямом" подключении к прибору.
Так как калибровка прибора была сделана именно в такой конфигурации, то КСВ должен быть близок к идеалу, т.е. к единице.
UHF SMA 50 Ohm.JPG

Смотрим, всё правильно. КСВ от 1.00 до 1.01.

Теперь добавим переходник (SMA-Nf) и прикрутим эквивалент Nm от Narda:
UHF SMA - N Narda 50 Ohm.JPG

Картина немного ухудшилась. КСВ от 1.00 до 1.03. Тут возможно некоторое влияние смены эквивалента на NARDA. Причем, какой эквивалент "точнее" - ещё неизвестно (Скорее всего, эквивалент от Narda при его паспортных частотах от DC до 18GHz более качественный, но это в нашем случае не очень принципиально.)

Добавим еще пару N - переходников. Получлась конфигурация (SMA-Nf)-(Nm-Nm)-(Nf-Nf)-(Nm-Narda)
UHF SMA-N-N-N- Narda 50 Ohm.JPG
КСВ ещё ухудшился и стал больше 1.10 (до 1.12-1.15)

Теперь посмотрим что получится при добавлении в тракт передачи сравнительно низкочастотных UHF разъемов.
Для начала, соберём конфигурацию с одним PL переходом: (SMA-UHFf)-(UHFm-Nf)-(Nm-Narda)
UHF SMA-PL-N-Narda 50 Ohm.JPG
Видим, что КСВ заметно ушудшился. Теперь он в диапазоне 1.2-1.4. А ведь мы добавили только один UHF переход!

Теперь добавим еще один UHF переход. Конфигурация переходников получится такая: (SMA-UHFf)-(UHFm-UHFm)-(UHFf-Nf)-(Nm-Narda)
UHF SMA-PL-PL-N-Narda 50 Ohm.JPG

Картина с КСВ ожидаемо стала еще хуже. КСВ теперь от 1.5-1.6 и хуже.
А ведь мы пока добавляли только заводские переходники, а например, не куски непонятно какого кабеля с непонятно как "прикрученными" разъёмами!

По моему, всё получилось достаточно наглядно.
И можно (очередной раз) сделать вывод что уже на частотах порядка 400 МГц всё не просто! :)
UA9-140
 
Сообщения: 183
Зарегистрирован: 02 июл 2016, 14:06
Позывной ПАРК59: Еще думаю...
Рация: на бронепоезде
Авто: 4x4
Номер клубной карты: 0

След.

Вернуться в LPD/PMR связь

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2