Hi Forum, ich habe folgendes Problem: Ich habe eine Antenne die vermessen werden soll und von einem Signalgenerator angeregt wird. Um die Antenne herum bewege ich kreisförmig eine Messantenne die linear polarisiert ist und messe jeweils am Spektrumanalyser die von der Messantenne empfangene Leistung. Nun habe ich als Messantennen jeweils eine vertikal und eine horizontal polarisierte Antenne um die zu vermessende Antenne bewegt. Die jeweiligen Messungen (horizontal und vertikal) stimmen auch zielich gut mit der Simulation der Antenne überein. (Diese Beschreibung dient nur der Beschreibung des Messprinzips und hat mit meinem realen Messaufbau nur bedingt etwas zu tun ;) ) Nun kann mein Simulationsprogramm beide Polarisationskomponenten noch zusammenrechnen und die insgesamt abgestrahlte Leistung berechnen. Dies möchte ich natürlich auch tun und frage mich wie meine beiden Messungen nun miteinander verrechnet werden müssen. Wer weiss Rat (oder eine Formel)?
a² + b² = c² würd ich mal als ersten Ansatz wählen und die orthogonalen elektrischen Feldstärken so addieren, um die resultierende Feldstärke zu erhalten. Das Quadrat der resultierenden Feldstärke ist dann wieder proportional zur Leistung. Da E (V/m) ~ U ist und P ~ U², sollte man die Leistungen (nicht als dB, sondern in Watt) einfach addieren können, oder? Allerdings sollte man darauf achten, die Messung im Fernfeld der Antenne durchzuführen (>3-10 Lambda Abstand, je nach Antennenstruktur). Und die insgesamt abgestrahlte Leistung bekommst du nur, wenn die gesamte Raumkugel der Antenne vermessen wird, nicht nur eine Ebene. Gruss
Achso ja: Die Messung muss in einer reflexionsfreien (bzw. reflexionsarmen) Umgebung gemacht werden (z.B. anechoic chamber) und die Polarisationsentkopplung der Messantenne sollte >20dB sein, damit die Messung auch taugt. Willst du nur sehen, ob die Simulation mit der Realität übereinstimmt, oder willst du die Antennenparameter genau vermessen?
HF-Werkler schrieb: > > Da E (V/m) ~ U ist und P ~ U², sollte man die Leistungen (nicht als dB, > sondern in Watt) einfach addieren können, oder? Diesen Ansatz hatte ich auch schon im Hinterkopf, klang mir aber so simpel, dass ichs nochmal von jemand anderem hören wollte. Danke. > Allerdings sollte man darauf achten, die Messung im Fernfeld der Antenne > durchzuführen (>3-10 Lambda Abstand, je nach Antennenstruktur). Und die > insgesamt abgestrahlte Leistung bekommst du nur, wenn die gesamte > Raumkugel der Antenne vermessen wird, nicht nur eine Ebene. Japp, wird alles beachtet. Meine Beschreibung diente ja nur dazu das Messprinzip zu verdeutlichen. HF-Werkler schrieb: > Achso ja: Die Messung muss in einer reflexionsfreien (bzw. > reflexionsarmen) Umgebung gemacht werden (z.B. anechoic chamber) auch schon vorhanden! > und die > Polarisationsentkopplung der Messantenne sollte >20dB sein, damit die > Messung auch taugt. Kann ich die Messen? Wenn ja wie? > Willst du nur sehen, ob die Simulation mit der Realität übereinstimmt, > oder willst du die Antennenparameter genau vermessen? Der Vergleich mit der Simulation dient nur dazu meine Messung zu verifizieren. Am Ende möchte ich unbekannte Antennen messen können. Diese allerdings nicht absolut, sondern nur vergleichend. Mit einer Genauigkeit von +- 1dB wäre ich schon sehr zufrieden. Beispiel hierfür ist eine Qualitätskontrolle während Serienproduktionen oder sowas wie Vorher- Nacher-Messungen, wenn in der Entwicklung eine Antenne angepasst wird. Änderung von Leiterkartenlayouts während der Entwicklungsphase und man möchte den Einfluss auf die Antenne wissen usw.
Hi, Daniel,
> Beispiel hierfür ist eine Qualitätskontrolle während Serienproduktionen
Dann wende mal die FMEA auf die möglichen Fehler und deren Ursachen an.
Wenn Du eine Antenne mustervermessen hast, dann findest Du
Fertigungsfehler preiswerter, indem Du die mechanische und elektrische
Ausführung prüfst.
Ciao
Wolfgang Horn
Wolfgang Horn schrieb: > Wenn Du eine Antenne mustervermessen hast, dann findest Du > Fertigungsfehler preiswerter, indem Du die mechanische und elektrische > Ausführung prüfst. Japp, das mag so sein, bei mir geht es aber eher um Klein und Kleinstserien, bei denen meist handgefertigt (bzw. bestückt) wird. Ich rede auch nicht von reinen Antennen sondern von komplexeren Leiterkarten und dabei von Prototypen und Nullserien. Hierbei ist oft die elektrische und mechanische Prüfung nur schwer oder gar nicht möglich. Vorrangig gehts auch um die Entwicklung daher der Aufwand ;)
Allerdings wird 1dB Genauigkeit nicht so einfach erreichbar sein. Da brauchts eine richtig gute Absorberkammer, und selbst die Lage der Kabel kann das Resultat beeinflussen. Für Serienfunktionstests gibt es andere/bessere Möglichkeiten (z.B. geschirmte Koppelboxen - z.B. ZMW10), aber wenn es rein um qualitative Vergleichsaussagen geht, kann man es schon so machen. Wenn das Layout/Aufbau eines Senders mit Antenne (auch von Kleinserien) verändert wird, ist aber rein formell eine neue Zulassungsmessung im zertifizierten Labor notwendig, da ja auch die anderen Parameter (Störaussendung, Harmonische) sich ändern können. Zumindest sollte eine benannte Stelle die Sache durch Begutachtung absegnen, bevor man es in Verkehr bringt.
HF-Werkler schrieb: > Allerdings wird 1dB Genauigkeit nicht so einfach erreichbar sein. Da > brauchts eine richtig gute Absorberkammer, und selbst die Lage der Kabel > kann das Resultat beeinflussen. Da ich im HF-Weg so gut wie keine Kabel verwende passt das schon ganz gut. Das Problem ist eher die Absorberkammer. Mein Messaufbau ist im Moment von unten und rund um das Messobjekt mit Absorbern ausgestattet. Probleme macht derzeit größtenteils die offene Oberseite, dies lässt sich aber denke ich in den Griff bekommen. Erste Messungen die ich mittlerweile gemacht habe stimmen auch schon ziemlich gut mit der Simulation meiner Testantenne überein, daher bin ich da schon zufrieden. > aber wenn es rein um qualitative > Vergleichsaussagen geht, kann man es schon so machen. Genau darum gehts. > Wenn das Layout/Aufbau eines Senders mit Antenne (auch von Kleinserien) > verändert wird, ist aber rein formell eine neue Zulassungsmessung im > zertifizierten Labor notwendig, da ja auch die anderen Parameter > (Störaussendung, Harmonische) sich ändern können. Zumindest sollte eine > benannte Stelle die Sache durch Begutachtung absegnen, bevor man es in > Verkehr bringt. Und genau darum gehts auch. Um unnötige Termine im zertifizierten Labor zu vermeiden (in der Vergangenheit schon vorgekommen, dass ich mehrmals dort hin musste) soll vorher schon gemessen werden (eben bei der Entwicklung der Geräte). Des Weiteren war das Problem eher, dass die Geräte aufgrund falsch angepasster Antennen oder anderen Fehler eher zu wenig als zu viel abgestrahlt haben. Um diese zu optimieren und dann vor allem auch dem Kunden gegenüber die Optimierung dokumentieren zu können ist meine Messung gedacht. Bis dato wird bei uns fast gar nicht gemessen und die Qualität von Antenne und Schaltung wird nur im angrenzenden Park auf ner Wiese in einem eher nicht so optimalen Reichweitentest beurteilt. ;)
Daniel S. schrieb: > Da ich im HF-Weg so gut wie keine Kabel verwende passt das schon ganz > gut. Ersetze Kabel (nicht HF-Kabel!) durch jegliche metallische Objekte in der Nähe der Antenne (bis 10 Lambda), vielleicht etwas übertrieben, aber klarer. Je nach Aufbau strahlt auch die Stromzuleitung nennenswert HF ab. > Das Problem ist eher die Absorberkammer. Mein Messaufbau ist im Moment > von unten und rund um das Messobjekt mit Absorbern ausgestattet. > Probleme macht derzeit größtenteils die offene Oberseite, dies lässt > sich aber denke ich in den Griff bekommen. Sind die Absorber wirklich Absorber, oder nur Dämpfungen der Refektivität? Welche Grösse hat die Kammer? Welche Frequenz wird gemessen? Stichworte "Quiet zone" und "Anechoic Chamber" sollten weiterhelfen... Eine kleine metallische Box mit Auskleidung ist meist nur ein Behelf für geschirmte Nahfeldkopplung an eine Antenne. Eine möglicherweise ausreichende "offene Messecke" lebt dann meist von der verwendeten Messantenne und dem Aufbau mit den richtigen Absorbern (Pyramidenabsorber mit >0,5 bis ein Lambda länge). > Bis dato wird bei uns fast gar nicht gemessen und die Qualität von > Antenne und Schaltung wird nur im angrenzenden Park auf ner Wiese in > einem eher nicht so optimalen Reichweitentest beurteilt. ;) Ja, da kann ich dirch voll und ganz verstehen. Mir ging es mal genauso, daher sehe ich deine Anstrengungen als deutliche Verbesserung des bisherigen unkontrollierten Aufbaus/Tests.
Jo, Daniel,
> ...bei mir geht es aber eher um Klein und Kleinstserien...
dann ist das anders als gedeutet.
Dann aber wird ein vernünftiger Kunde so tolerant sein, wie Deine
Konkurrenz auch nicht besser messen kann.
Ciao
Wolfgang Horn
HF-Werkler schrieb: > Daniel S. schrieb: >> Da ich im HF-Weg so gut wie keine Kabel verwende passt das schon ganz >> gut. > Ersetze Kabel (nicht HF-Kabel!) durch jegliche metallische Objekte in > der Nähe der Antenne (bis 10 Lambda), vielleicht etwas übertrieben, Gut, sehe ich ein. Das werde ich mir auch nochmal etwas näher anschauen, indem ich das gleiche Messobjekt mehrfach messe und jeweils metallische Objekte rund im den Messaufbau bewege. Dann sollte ich ja abschätzen können wie groß der Einfluß tatsächlich ist. > aber klarer. Je nach Aufbau strahlt auch die Stromzuleitung nennenswert > HF ab. Das würde ich auf dem Spektrumanalyser sehen können, ist aber bei meinem jetzigen Aufbau kein Problem. Das Problem ist eher das DECT-Telefon des Nachbarn das in meinen Aufbau strahlt ;) > Sind die Absorber wirklich Absorber, oder nur Dämpfungen der > Refektivität? > Welche Grösse hat die Kammer? Welche Frequenz wird gemessen? > Stichworte "Quiet zone" und "Anechoic Chamber" sollten weiterhelfen... > > Eine möglicherweise ausreichende "offene Messecke" lebt dann meist von > der verwendeten Messantenne und dem Aufbau mit den richtigen Absorbern > (Pyramidenabsorber mit >0,5 bis ein Lambda länge). Es handelt sich um eine große Holzkiste die von Innen rund und mit Pyramidenabsorbern ausgestattet ist.(nicht wirklich >0,5 Lambda, aber hier musste ein Kompromiss getroffen werden. Eine metallisierte Folie hinter den Absorbern sorgt zusätzlich noch für eine Verbesserung der Absorbereigentschaften) Die Messantenne ist speziell für diesen Einsatzzweck entwickelt worden. >> Bis dato wird bei uns fast gar nicht gemessen und die Qualität von >> Antenne und Schaltung wird nur im angrenzenden Park auf ner Wiese in >> einem eher nicht so optimalen Reichweitentest beurteilt. ;) > Ja, da kann ich dirch voll und ganz verstehen. Mir ging es mal genauso, > daher sehe ich deine Anstrengungen als deutliche Verbesserung des > bisherigen unkontrollierten Aufbaus/Tests. Japp, und genau darum gehts bei diesem Projekt.
Etwas ist noch offen: Welche Grösse hat die Kammer? Welche Frequenz wird gemessen? Wenn die Wände zu nahe sind, wird es mit 1dB Messgenauigkeit eher nichts werden. Auch/besonders die Stromzuleitung zum Prüfling (sofern vorhanden) ist wichtig. Wenn du "nackte" Metallwände hast, ergeben sich vermutlichst zusätzlich stehende Wellen, die die Messgenauigkeit weiter verschlechtern. Ich vermute mal, dass die Kiste ev. zu klein sein könnte....
HF-Werkler schrieb: > Etwas ist noch offen: > Welche Grösse hat die Kammer? > Welche Frequenz wird gemessen? 2,4GHz. Messantennen haben 0,5m Abstand zum Messobjekt, die Absorber ein paar cm mehr. > > Wenn die Wände zu nahe sind, wird es mit 1dB Messgenauigkeit eher nichts > werden. Auch/besonders die Stromzuleitung zum Prüfling (sofern > vorhanden) ist wichtig. Meist Batteriebetriebene Geräte, wenn nicht wird die Stromzuleitung in etwa so nachgestellt wie das Gerät auch später eingebaut wird, einfach um diesen Faktor mitzumessen. > Wenn du "nackte" Metallwände hast, Eher nicht ;)
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