广告

资深EMC工程师教你如何玩转天线

2020-07-24 12:33:30 Kenneth Wyatt,Wyatt Technical Services总裁暨首席顾问 阅读:
身为一位EMC工程师,我们使用多种类型的天线——现今频段越来越多;作为旅行中的EMC故障排除人员/顾问,我使用小型可折迭DIY天线进行故障排除。为了表征这些可调天线与频率变化的关系,能在扩展不同元素长度的情况下进行测量非常有用,以便了解在何处设置特定谐波的长度…

身为一位EMC工程师,我们使用多种类型的天线——现今频段越来越多;作为旅行中的EMC故障排除人员/顾问,我使用小型可折迭DIY天线进行故障排除。0hRednc

为了表征这些可调天线与频率变化的关系,能在扩展不同元素长度的情况下进行测量非常有用,以便了解在何处设置特定谐波的长度。使用内建追踪发生器和电压驻波比(VSWR)选件的频谱分析仪,可以确定谐振频率和VSWR,或者确定天线与50奥姆同轴电缆的匹配程度。0hRednc

在本例中,我想描述我制作的DIY“精密偶极(precision dipole)”的特色。透过如图所示连接20dB耦合器,并执行“Cal Open”以标准化显示,接着连接天线,然后按“VSWR”,即可在谐振点读出VSWR。在这种特定情况下,我以大约91MHz的频率测量大约2:1的VSWR。0hRednc

0hRednc

1 用于测量DIY偶极天线的VSWR的设置。0hRednc

要连接20dB耦合器(在本例中为0.1~2,000MHz的Mini-Circuits ZFDC-20-5),请将追踪发生器的输出连接到耦合器的“OUT”,“CPL”连接器连接至分析仪输入“ IN”连接到被测天线。 如果购买了分析仪的VSWR选件,只需将固定装置连接到前面的“N”连接器即可。0hRednc

首先,设置频率上限和下限。我还在每个分区使用了垂直5dB,因此可以看到更精细的变化。 然后,需要使用前面板“Meas Setup”按钮下方的“CAL OPEN”软键来标准化测试设置,包括任何连接的同轴电缆。最后按“ VSWR”软键并连接天线。0hRednc

需记住的是,随着同轴电缆长度的增加,所连接天线的VSWR测量结果将变得不太准确。例如,如果要测试一卷100英呎长的典型同轴电缆,由于电缆损耗,在开路的情况下应该测量接近1:1的比例,况且附加天线不会告诉你任何讯息。0hRednc

0hRednc

2 屏幕截图显示了约91MHz的谐振频率和9.31dB的计算反射损耗,以及约2.01的相关VSWR——50奥姆同轴电缆的匹配还不错。图中绿色迹线为回波损耗,紫色迹线为标准化数据,黄色迹线为原始数据。0hRednc

如你所见,透过将伸缩组件向上或向下微调一个角度,可以与50奥姆同轴电缆实现最佳匹配。 直截了当地讲,我只得到了3:1 VSWR。显然,手持天线,以及使测量接近其他物体不会产生最准确的测量,但是对于此小实验而言,已足够了。0hRednc

透过记录谐振频率与扩展部分的数量,可以表征天线与频率的关系。但是,出于故障排除的目的,天线是否在感兴趣的频率处完美地谐振并不是很重要。只有要进行准确的排放测量时,才需要将这个“精密偶极”调整为精确的谐振尺寸,这一点很重要。0hRednc

在进行故障排除时,我将组件扩展出够多的空间以获得可见讯号,然后将其黏贴到大约一公尺外的非金属表面上。透过查看相关谐波的频谱图,可以立即告诉我在确定源和耦合路径方面是否正在取得进展。0hRednc

这是一个简单的DIY EMC测量天线,可在大约85~200MHz范围内进行调整(取决于所用的伸缩天线),并且尺寸够小,可以放入EMC故障排除工具包中。它还包括一个1:1平衡-不平衡变压器和附加的铁氧体扼流圈,以抑制共模电流在同轴电缆屏蔽层的外部流动。0hRednc

当然,在进行故障排除时,大多数旧金属块都将用来吸收被测产品的谐波发射。我有一个客户在大约三英呎远的地方安装了Wi-Fi天线,当我们对他的产品进行故障排除时,它工作正常。 当我使用它进行故障排除时,将其黏贴到不导电桌面的一端,并在另一端安装被测产品。然后,我可以一眼看到正在监视的谐波是向上、向下,还是保持与尝试不同修补程序时相同的谐波。0hRednc

天线采用Bud型号CU-123铸铝盒制成。我安装了三个BNC连接器,如图3所示。1:1平衡-不平衡变压器只是缠绕在铁氧体磁芯(大多数都可以使用)上的大多数同轴电缆的包裹层(尽可能多)。 我使用一些细的双屏蔽同轴电缆进行内部布线,如图3所示,将屏蔽层连接到天线组件的一个中心引脚,并将中心导体连接到另一个天线单元的中心引脚。我在额外的同轴电缆上夹了一个标准的铁氧体扼流圈,以保持良好的状态,并用一小片气泡包装包裹内部,以防止两个铁氧体绕动。0hRednc

0hRednc

3 天线基座显示内部11平衡-不平衡变压器和附加的铁氧体扼流圈,以抑制共模电流。0hRednc

我使用了比较昂贵的(30美元)Diamond模型的RH789伸缩式天线,主要是因为它们标有频率刻度与组件长度的关系——这是一个附加功能——尽管价格较低的伸缩式BNC天线应该可以正常工作。它们也铰接在底座上,因此可以将整个东西折迭得更小。透过将两侧都铰接成轻微的“V”形,可以更好地匹配至50奥姆。作为红利,业余无线电发烧友还可以将天线用作VHF和UHF操作的应急偶极。0hRednc

图4显示了拆下的天线;图5显示已部署好并在故障排除期间准备使用的天线。0hRednc

0hRednc

4 将拆开的天线各部分分开摆放。0hRednc

0hRednc

5 天线已配置完成,并可用于故障排除。0hRednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版,参考链接:Playing with antennas,by Kenneth Wyatt,EDN Taiwan Anthea Chuang编译)0hRednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 我国建成开通5G基站数达185.4万个 工信部近日透露,截至2022年6月底,中国5G基站数达到185.4万个,其中二季度新增基站近30万个,已建成全球规模最大、技术领先的网络基础设施,实现“县县通5G、村村通宽带”。。
  • 工程师更乐意在开发物联网中采用AI 根据Newark发表的最新调查报告,工程师更乐意在其设计中部署AI,以期改善产品并进而提升其系统的ROI...
  • 三星推出其最快的 GDDR6 内存!基于EUV 10nm 1z工艺 结合创新的电路设计和先进的绝缘材料,基于极紫外 (EUV) 技术的第三代 10 纳米级 (1z)1 工艺,三星的新内存将成为第一款速度高达 24Gbps 的 GDDR6。
  • 抢跑3nm制程竞赛,三星能否领先台积电? 藉由比台积电更早一点开始制造3nm芯片,是否有助于三星获得显著优势还有待观察,而这也将会是一件有趣的事...
  • 凭借智能制造掀起变革 汽车行业正在以前所未有的速度重新洗牌。技术进步正在重新定义交通运输行业,电子元器件和软件转变了发展风向,使其从传统机械转向复杂的可持续、可娱乐和可互联的移动出行。
  • 使用防火墙保护互联汽车的策略 对车辆网络安全的需求越发迫切,因为车辆系统面临着多方面的恶意威胁。白帽黑客已经证明他们可以远程侵入互联车辆的仪表板功能和变速箱。
  • 三菱电机开发出世界首个集空间光通信和空间采集于一体 高分辨率卫星图像用于评估灾害造成的损失,但由于此类图像是通过无线电波传输的,受数据容量和卫星天线尺寸的限制,很难实时传输高分辨率图像。因此,需要不需要光纤的大容量、高速空间光通信来支持灾难后快速准确的损害评估。但空间光通信使用非常窄的激光束,约为无线电波的 1/1000,因此挑战在于如何将激光束与高速运行的卫星精确对准。
  • 人工智能的创新发明,专利权属于谁? 随着人工智能技术的发展进步,近几年出现了许多涉及人工智能的发明,如2020 年,机器学习算法帮助研究人员开发了一种对多种病原体有效的抗生素(参见Nature),此外,人工智能 (AI) 也被用于帮助疫苗开发、药物设计、材料发现、空间技术和船舶设计。那么这些由人工智能发明的技术,专利到底归属于谁呢?
  • 工程师常用的5种EDA仿真工具 EDA(electronic design automation)电子设计仿真软件是工程师们在设计电路,验证想法的工具,选择适合工程师的EDA工具对于提升工作效率尤为重要。对此,本文为大家整理了市面上工程师最常用的EDA电路仿真软件。
  • 基于 MXene 和Borophene(硼墨烯)的第5代智能传感器如何 随着基于 MXene 和 Borophene (硼墨烯)的高级二维材料 (A2M) 的推出,使用 A2M 构建的传感器在各个方面都优于传统传感器。 使用基于 2D MXenes 和 Borophene 的第 5 代智能传感器彻底改变物联网传感器市场。
  • 赛灵思强劲的AI引擎能为AMD带来哪些新发展? AMD收购赛灵思的目的在于将其差异化IP集成到公司未来旗下的CPU中,Xilinx无论是从丰富的计算引擎还是其AI引擎技术都能让AMD在服务器CPU市场上扩大影响力
  • 麻省理工开发利用人体自身糖分发电的超薄燃料电池 该装置比其他提议的葡萄糖燃料电池更小,厚度仅为 400 纳米,约为人类头发直径的 1/100。含糖电源每平方厘米产生约 43 微瓦的电力,在环境条件下实现了迄今为止任何葡萄糖燃料电池的最高功率密度。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了