Измерения и испытания антенн в БЭКе

Безэховая экранированная камера (БЭК) — это специальное помещение, предназначенное для измерения характеристик антенн и других радиочастотных устройств в условиях, максимально приближенных к идеальной свободной среде (свободное пространство без помех и отражений). Основные характеристики и особенности безэховой экранированной камеры приведены ниже.

Поглощение волн
Внутренние стены, потолок и пол камеры покрыты радиопоглощающими материалами (обычно это пирамидальные элементы из пеноматериала, пропитанного углеродом), которые минимизируют отражение электромагнитных волн. Это создает условия, близкие к идеальному свободному пространству, где можно измерять антенны без влияния отраженных волн.

Экранирование
Камера также экранируется от внешних электромагнитных излучений, чтобы избежать помех от окружающей среды. Это достигается за счет использования металлической оболочки (обычно из стали или медной сетки) вокруг всей камеры.

Измерение антенн
В таких камерах проводят измерения диаграмм направленности антенн, коэффициента усиления, коэффициента стоячей волны (КСВ) и других параметров. Это позволяет точно оценить, как антенна будет работать в реальных условиях эксплуатации.

Применение
Безэховые камеры используются в радиочастотных исследованиях и разработках, тестировании систем связи, измерении параметров излучения мобильных устройств, спутниковых систем, радаров и многих других устройств.

Использование такой камеры позволяет исключить влияние окружающей среды на результаты измерений, что особенно важно при тестировании высокочастотных и сложных систем.

В безэховой экранированной камере (БЭК) можно измерять широкий спектр характеристик антенн, что позволяет получить точные данные о их работе. Основные характеристики, которые можно измерить в БЭКе, включают приведенные ниже.

Диаграмма направленности
Это трёхмерное распределение излучаемой антенны мощности во всех направлениях. Диаграмма направленности показывает, как антенна излучает или принимает сигнал в зависимости от угла. Это одна из ключевых характеристик антенны, определяющая её направленные свойства.

Коэффициент усиления (Gain)
Это отношение мощности, излучаемой антенной в заданном направлении, к мощности, которую излучала бы идеальная ненаправленная антенна (изотропная). Измерение коэффициента усиления позволяет оценить, насколько хорошо антенна концентрирует радиоволны в определенном направлении.

Коэффициент направленности (Directivity)
Параметр, схожий с коэффициентом усиления, но без учета потерь на сопротивление антенны. Он показывает, насколько сильно антенна излучает энергию в определенном направлении по сравнению с изотропным источником.

Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН или VSWR)
Показатель того, насколько хорошо антенна согласована с подводящей её системой (обычно кабелем). КСВН измеряет соотношение между амплитудой стоячей волны и амплитудой падающей волны на входе антенны. Оптимальное значение КСВН близко к 1, что указывает на минимальные отражения и максимальный перенос энергии в антенну.

Поляризация
Тип поляризации (линейная, круговая, эллиптическая) и параметры поляризации антенны также могут быть измерены в БЭКе. Это важно для оценки того, как антенна будет взаимодействовать с другими устройствами в сети, которые могут использовать разные типы поляризации.

Коэффициент обратного излучения (Front-to-Back Ratio)
Это отношение мощности, излучаемой антенной в основном направлении (вперед), к мощности, излучаемой в противоположном направлении (назад). Этот параметр важен для антенн, где критично минимизировать излучение в нежелательные стороны.

Импеданс антенны
Это комплексное сопротивление антенны, которое измеряется для оценки согласования антенны с источником сигнала. Важен для минимизации отражений и потерь сигнала.

Уровень боковых лепестков
Важно при оценке направленных антенн. Измерение уровня боковых лепестков позволяет понять, насколько антенна подавляет нежелательные направления излучения.

Эффективность антенны
Показывает, какая часть подведенной мощности реально излучается антенной, а какая теряется в виде тепла или отражений.

Эти измерения в совокупности дают полное представление о работе антенны и её характеристиках, что позволяет оптимизировать её дизайн и эксплуатационные параметры.