एंटीनामापन एंटीना के प्रदर्शन और विशेषताओं का मात्रात्मक मूल्यांकन और विश्लेषण करने की प्रक्रिया है। विशेष परीक्षण उपकरण और माप विधियों का उपयोग करके, हम एंटीना के लाभ, विकिरण पैटर्न, स्थायी तरंग अनुपात, आवृत्ति प्रतिक्रिया और अन्य मापदंडों को मापते हैं ताकि यह सत्यापित किया जा सके कि एंटीना के डिज़ाइन विनिर्देश आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, एंटीना के प्रदर्शन की जाँच करते हैं और सुधार के सुझाव देते हैं। एंटीना माप से प्राप्त परिणामों और डेटा का उपयोग एंटीना के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने, डिज़ाइन को अनुकूलित करने, सिस्टम के प्रदर्शन को बेहतर बनाने और एंटीना निर्माताओं और एप्लिकेशन इंजीनियरों को मार्गदर्शन और प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए किया जा सकता है।
एंटीना माप में आवश्यक उपकरण
एंटीना परीक्षण के लिए सबसे मौलिक उपकरण VNA है। VNA का सबसे सरल प्रकार 1-पोर्ट VNA है, जो एंटीना की प्रतिबाधा को मापने में सक्षम है।
एंटीना के रेडिएशन पैटर्न, लाभ और दक्षता को मापना अधिक कठिन है और इसके लिए बहुत अधिक उपकरणों की आवश्यकता होती है। हम मापे जाने वाले एंटीना को AUT कहेंगे, जिसका अर्थ है एंटीना अंडर टेस्ट। एंटीना माप के लिए आवश्यक उपकरणों में शामिल हैं:
संदर्भ एंटीना - ज्ञात विशेषताओं वाला एंटीना (लाभ, पैटर्न, आदि)
एक आरएफ पावर ट्रांसमीटर - एयूटी में ऊर्जा इंजेक्ट करने का एक तरीका [परीक्षण के तहत एंटीना]
रिसीवर सिस्टम - यह निर्धारित करता है कि संदर्भ एंटीना द्वारा कितनी शक्ति प्राप्त की जाती है
स्थिति निर्धारण प्रणाली - इस प्रणाली का उपयोग स्रोत एंटीना के सापेक्ष परीक्षण एंटीना को घुमाने के लिए किया जाता है, ताकि कोण के आधार पर विकिरण पैटर्न को मापा जा सके।
उपरोक्त उपकरण का ब्लॉक आरेख चित्र 1 में दर्शाया गया है।

चित्र 1. आवश्यक एंटीना माप उपकरण का आरेख।
इन घटकों पर संक्षेप में चर्चा की जाएगी। संदर्भ एंटीना को निश्चित रूप से वांछित परीक्षण आवृत्ति पर अच्छी तरह से विकिरण करना चाहिए। संदर्भ एंटीना अक्सर दोहरे ध्रुवीकृत हॉर्न एंटीना होते हैं, ताकि क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर ध्रुवीकरण को एक ही समय में मापा जा सके।
संचारण प्रणाली को स्थिर ज्ञात शक्ति स्तर का आउटपुट देने में सक्षम होना चाहिए। आउटपुट आवृत्ति भी ट्यूनेबल (चयन योग्य) और यथोचित रूप से स्थिर होनी चाहिए (स्थिर का अर्थ है कि ट्रांसमीटर से आपको जो आवृत्ति मिलती है वह आपकी इच्छित आवृत्ति के करीब होती है, तापमान के साथ बहुत अधिक भिन्न नहीं होती है)। ट्रांसमीटर में अन्य सभी आवृत्तियों पर बहुत कम ऊर्जा होनी चाहिए (वांछित आवृत्ति के बाहर हमेशा कुछ ऊर्जा होगी, लेकिन हार्मोनिक्स पर बहुत अधिक ऊर्जा नहीं होनी चाहिए, उदाहरण के लिए)।
रिसीविंग सिस्टम को बस यह निर्धारित करने की आवश्यकता है कि परीक्षण एंटीना से कितनी शक्ति प्राप्त होती है। यह एक साधारण पावर मीटर के माध्यम से किया जा सकता है, जो आरएफ (रेडियो आवृत्ति) शक्ति को मापने के लिए एक उपकरण है और इसे ट्रांसमिशन लाइन (जैसे एन-टाइप या एसएमए कनेक्टर के साथ एक समाक्षीय केबल) के माध्यम से सीधे एंटीना टर्मिनलों से जोड़ा जा सकता है। आम तौर पर रिसीवर 50 ओम सिस्टम होता है, लेकिन निर्दिष्ट होने पर एक अलग प्रतिबाधा हो सकती है।
ध्यान दें कि संचारण/प्राप्ति प्रणाली को अक्सर VNA द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। S21 माप पोर्ट 1 से आवृत्ति संचारित करता है और पोर्ट 2 पर प्राप्त शक्ति को रिकॉर्ड करता है। इसलिए, VNA इस कार्य के लिए उपयुक्त है; हालाँकि यह इस कार्य को करने का एकमात्र तरीका नहीं है।
पोजिशनिंग सिस्टम परीक्षण एंटीना के अभिविन्यास को नियंत्रित करता है। चूँकि हम परीक्षण एंटीना के विकिरण पैटर्न को कोण के एक फ़ंक्शन (आमतौर पर गोलाकार निर्देशांक में) के रूप में मापना चाहते हैं, इसलिए हमें परीक्षण एंटीना को घुमाने की ज़रूरत है ताकि स्रोत एंटीना हर संभव कोण से परीक्षण एंटीना को रोशन करे। इस उद्देश्य के लिए पोजिशनिंग सिस्टम का उपयोग किया जाता है। चित्र 1 में, हम AUT को घुमाते हुए दिखाते हैं। ध्यान दें कि इस घुमाव को करने के कई तरीके हैं; कभी-कभी संदर्भ एंटीना को घुमाया जाता है, और कभी-कभी संदर्भ और AUT दोनों एंटीना को घुमाया जाता है।
अब जब हमारे पास सभी आवश्यक उपकरण हैं, तो हम इस बात पर चर्चा कर सकते हैं कि माप कहाँ किया जाए।
हमारे एंटीना माप के लिए एक अच्छी जगह कौन सी है? शायद आप इसे अपने गैरेज में करना चाहेंगे, लेकिन दीवारों, छतों और फर्श से परावर्तन आपके माप को गलत बना देगा। एंटीना माप करने के लिए आदर्श स्थान बाहरी अंतरिक्ष में कहीं है, जहाँ कोई परावर्तन नहीं हो सकता है। हालाँकि, चूँकि अंतरिक्ष यात्रा वर्तमान में बहुत महंगी है, इसलिए हम उन माप स्थानों पर ध्यान केंद्रित करेंगे जो पृथ्वी की सतह पर हैं। आरएफ अवशोषित फोम के साथ परावर्तित ऊर्जा को अवशोषित करते हुए एंटीना परीक्षण सेटअप को अलग करने के लिए एक एनेकोइक चैंबर का उपयोग किया जा सकता है।
मुक्त स्थान श्रेणियाँ (एनेकोइक कक्ष)
फ्री स्पेस रेंज एंटीना माप स्थान हैं जिन्हें अंतरिक्ष में किए जाने वाले मापों का अनुकरण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यानी, आस-पास की वस्तुओं और ज़मीन से आने वाली सभी परावर्तित तरंगों (जो अवांछनीय हैं) को यथासंभव दबा दिया जाता है। सबसे लोकप्रिय फ्री स्पेस रेंज एनेकोइक चैंबर, एलिवेटेड रेंज और कॉम्पैक्ट रेंज हैं।
एनेकोइक कक्ष
एनेकोइक चैंबर इनडोर एंटीना रेंज हैं। दीवारों, छतों और फर्श को विशेष विद्युत चुम्बकीय तरंग अवशोषक सामग्री से पंक्तिबद्ध किया जाता है। इनडोर रेंज वांछनीय हैं क्योंकि परीक्षण की स्थितियों को आउटडोर रेंज की तुलना में बहुत अधिक सख्ती से नियंत्रित किया जा सकता है। सामग्री अक्सर आकार में दांतेदार होती है, जिससे इन कक्षों को देखना काफी दिलचस्प हो जाता है। दांतेदार त्रिभुज आकार इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि उनसे जो कुछ भी परावर्तित होता है वह यादृच्छिक दिशाओं में फैलता है, और सभी यादृच्छिक प्रतिबिंबों से जो कुछ भी एक साथ जुड़ता है वह असंगत रूप से जुड़ता है और इस प्रकार आगे दबा दिया जाता है। एनेकोइक चैंबर की एक तस्वीर निम्नलिखित चित्र में कुछ परीक्षण उपकरणों के साथ दिखाई गई है:
(चित्र में RFMISO एंटीना परीक्षण दिखाया गया है)
एनेकोइक चैंबर्स की कमी यह है कि उन्हें अक्सर काफी बड़ा होना पड़ता है। अक्सर एंटेना को दूर-क्षेत्र की स्थितियों का अनुकरण करने के लिए कम से कम एक दूसरे से कई तरंगदैर्ध्य दूर होना पड़ता है। इसलिए, बड़ी तरंगदैर्ध्य वाली कम आवृत्तियों के लिए हमें बहुत बड़े चैंबर्स की आवश्यकता होती है, लेकिन लागत और व्यावहारिक बाधाएं अक्सर उनके आकार को सीमित कर देती हैं। कुछ रक्षा अनुबंध कंपनियाँ जो बड़े हवाई जहाज़ों या अन्य वस्तुओं के रडार क्रॉस सेक्शन को मापती हैं, उनके पास बास्केटबॉल कोर्ट के आकार के एनेकोइक चैंबर्स होते हैं, हालाँकि यह सामान्य नहीं है। एनेकोइक चैंबर्स वाले विश्वविद्यालयों में आमतौर पर ऐसे चैंबर होते हैं जो लंबाई, चौड़ाई और ऊँचाई में 3-5 मीटर होते हैं। आकार की कमी के कारण, और क्योंकि RF अवशोषित करने वाली सामग्री आमतौर पर UHF और उच्चतर पर सबसे अच्छा काम करती है, एनेकोइक चैंबर्स का उपयोग अक्सर 300 मेगाहर्ट्ज से ऊपर की आवृत्तियों के लिए किया जाता है।
उन्नत पर्वतमाला
एलिवेटेड रेंज आउटडोर रेंज हैं। इस सेटअप में, परीक्षण के तहत स्रोत और एंटीना जमीन से ऊपर लगाए जाते हैं। ये एंटेना पहाड़ों, टावरों, इमारतों या जहाँ भी कोई उपयुक्त पाता है, वहाँ लगाए जा सकते हैं। यह अक्सर बहुत बड़े एंटेना या कम आवृत्तियों (वीएचएफ और उससे नीचे, <100 मेगाहर्ट्ज) के लिए किया जाता है, जहाँ इनडोर माप मुश्किल होगा। एलिवेटेड रेंज का मूल आरेख चित्र 2 में दिखाया गया है।

चित्र 2. उन्नत रेंज का चित्रण.
स्रोत एंटीना (या संदर्भ एंटीना) जरूरी नहीं कि परीक्षण एंटीना से अधिक ऊंचाई पर हो, मैंने इसे यहां इस तरह से दिखाया है। दो एंटेना (चित्र 2 में काली किरण द्वारा चित्रित) के बीच दृष्टि की रेखा (LOS) अबाधित होनी चाहिए। अन्य सभी प्रतिबिंब (जैसे कि जमीन से परावर्तित लाल किरण) अवांछनीय हैं। ऊंचे रेंज के लिए, एक बार स्रोत और परीक्षण एंटीना स्थान निर्धारित हो जाने के बाद, परीक्षण ऑपरेटर यह निर्धारित करते हैं कि महत्वपूर्ण प्रतिबिंब कहां होंगे, और इन सतहों से प्रतिबिंबों को कम करने का प्रयास करते हैं। अक्सर इस उद्देश्य के लिए आरएफ अवशोषित सामग्री का उपयोग किया जाता है, या अन्य सामग्री जो किरणों को परीक्षण एंटीना से दूर कर देती है।
कॉम्पैक्ट रेंज
स्रोत एंटीना को परीक्षण एंटीना के दूर क्षेत्र में रखा जाना चाहिए। इसका कारण यह है कि परीक्षण एंटीना द्वारा प्राप्त तरंग अधिकतम सटीकता के लिए समतल तरंग होनी चाहिए। चूँकि एंटेना गोलाकार तरंगें उत्सर्जित करते हैं, इसलिए एंटीना को पर्याप्त दूरी पर होना चाहिए ताकि स्रोत एंटीना से उत्सर्जित तरंग लगभग समतल तरंग हो - चित्र 3 देखें।

चित्र 3. एक स्रोत एंटीना एक गोलाकार तरंगाग्र के साथ एक तरंग विकीर्ण करता है।
हालाँकि, इनडोर कक्षों के लिए इसे प्राप्त करने के लिए अक्सर पर्याप्त पृथक्करण नहीं होता है। इस समस्या को ठीक करने का एक तरीका कॉम्पैक्ट रेंज के माध्यम से है। इस विधि में, एक स्रोत एंटीना एक परावर्तक की ओर उन्मुख होता है, जिसका आकार गोलाकार तरंग को लगभग समतल तरीके से परावर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उस सिद्धांत के बहुत समान है जिस पर डिश एंटीना काम करता है। मूल संचालन चित्र 4 में दिखाया गया है।

चित्र 4. कॉम्पैक्ट रेंज - स्रोत एंटीना से गोलाकार तरंगें समतलीय (कोलाइमेटेड) रूप में परावर्तित होती हैं।
परवलयिक परावर्तक की लंबाई आमतौर पर परीक्षण एंटीना से कई गुना बड़ी होनी चाहिए। चित्र 4 में स्रोत एंटीना परावर्तक से ऑफसेट है ताकि यह परावर्तित किरणों के रास्ते में न आए। स्रोत एंटीना से परीक्षण एंटीना तक किसी भी प्रत्यक्ष विकिरण (पारस्परिक युग्मन) को बनाए रखने के लिए भी सावधानी बरतनी चाहिए।
पोस्ट करने का समय: जनवरी-03-2024