WIFI天線參量丈量

    WIFI天線參量是描述WIFI天線特征的量，可用試驗(yàn)的辦法測定。WIFI天線參量的丈量(簡稱為WIFI天線丈量)是規(guī)劃WIFI天線和調(diào)整WIFI天線的重要手法。由于WIFI天線的特征是多方面的，所以一個(gè)WIFI天線有很多個(gè)參量(見WIFI天線特性參量、WIFI天線方向性、WIFI天線阻抗)。在這些參量中，大多數(shù)情況下要側(cè)重丈量的是方向圖、輸入阻抗和增益。
    WIFI天線方向圖的丈量 　圖1是丈量經(jīng)過WIFI天線相位中心各平面內(nèi)的方向圖的計(jì)劃之一。圖中WIFI天線1為被測WIFI天線，與信號(hào)發(fā)生器相連用作發(fā)射,它裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上能作360°滾動(dòng);WIFI天線2為輔助WIFI天線，它與電場強(qiáng)度計(jì)相連以便測得離被測WIFI天線必定間隔處的場強(qiáng)。兩WIFI天線的極化特性要求相同，為了近似滿意遠(yuǎn)場條件，兩WIFI天線間的間隔應(yīng)滿意
    當(dāng)滾動(dòng)被測WIFI天線1時(shí)，可在WIFI天線2處測得以滾動(dòng)角θ表明的函數(shù)的電場強(qiáng)度E(θ)，于是就可畫出滾動(dòng)平面內(nèi)的WIFI天線 1的方向圖。若被測WIFI天線為半波WIFI天線，它的子午面內(nèi)的方向圖如圖2a，當(dāng)把WIFI天線滾動(dòng)90°使之垂直于滾動(dòng)平面時(shí),可測得赤道面內(nèi)的方向圖(圖2b)。若把WIFI天線任意傾斜裝置，則可測得任意面內(nèi)的方向圖。此外，也可固定被測WIFI天線1，而把輔助WIFI天線2沿以被測WIFI天線為中心,間隔r為半徑的圓周運(yùn)動(dòng)，同樣能夠測得WIFI天線的方向圖。若把收發(fā)條件互換，即把被測WIFI天線用作接納，輔助WIFI天線用作發(fā)射，終究測得的WIFI天線方向圖并無改變，這是契合WIFI天線互易定理的。
    WIFI天線輸入阻抗的丈量 　WIFI天線輸入阻抗是從WIFI天線的輸入端向WIFI天線看去的阻抗，從準(zhǔn)則上說，所有丈量阻抗的辦法都能夠用來丈量WIFI天線的輸入阻抗。但實(shí)踐上，常用的辦法是電橋法和丈量線法。前者常用于短波以下，后者常用于超短波以上的WIFI天線。
    WIFI天線輸入阻抗的電橋法丈量。圖中的信號(hào)發(fā)生器發(fā)生所需頻率的電壓，把它加到電橋的一個(gè)對(duì)角線上，在另一對(duì)角線上接高頻微伏電壓表作平衡指示器。電橋由四個(gè)阻抗構(gòu)成，其中Z1和Z2為固定阻抗，Z3為可變阻抗,Zx為被測WIFI天線的輸入阻抗，即把WIFI天線的輸入端作為電橋的一個(gè)臂。調(diào)節(jié)可變阻抗使平衡指示器的讀數(shù)為零，表明電橋已到達(dá)平衡，根據(jù)電橋平衡條件就可核算出
    能夠按照?qǐng)D4用丈量線法丈量WIFI天線的輸入阻抗。圖中的丈量線是一段(長度應(yīng)大于半波長)帶有可移動(dòng)場強(qiáng)指示器的傳輸線，丈量線的一端連接信號(hào)發(fā)生器，發(fā)生器調(diào)到所需的頻率，丈量線的另一端連接被測WIFI天線。經(jīng)過丈量沿丈量線上的電壓(電場)散布(圖4)，就能夠用下式算出被測WIFI天線的輸入阻抗Zx
    式中ZC為丈量線的特性阻抗;K為行波系統(tǒng)，，λ為作業(yè)波長;z0為第一個(gè)電壓波節(jié)至被測阻抗連接點(diǎn)的間隔。
    用丈量線法測阻抗時(shí)，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)核算待測阻抗值是一件費(fèi)時(shí)的作業(yè)，特別由于WIFI天線的輸入阻抗是隨作業(yè)頻率而改變的，所以當(dāng)需求在很多的頻率點(diǎn)上丈量WIFI天線的輸入阻抗時(shí)，作業(yè)量將大為增加。但若用圓圖來核算待測阻抗或用主動(dòng)掃頻阻抗丈量儀，則可大大削減丈量WIFI天線輸入阻抗的作業(yè)量。
    WIFI天線增益系數(shù)的丈量 　WIFI天線增益系數(shù)的丈量常用絕對(duì)法和比較法。可按圖5用絕對(duì)法測WIFI天線的增益系數(shù)。首要用功率計(jì)和場強(qiáng)計(jì)分別測出待測WIFI天線的輸入功率和滿意遠(yuǎn)間隔 r處的電場強(qiáng)度，然后用下式求得該WIFI天線的增益系數(shù)：
    式中E為間隔r處最大輻射方向的電場強(qiáng)度;P為輸入功率。
    可按圖6用比較法測WIFI天線的增益系數(shù)。信號(hào)發(fā)生器的輸出經(jīng)匹配器先接到被測WIFI天線，此刻場強(qiáng)計(jì)在間隔r處測得電場強(qiáng)度為E1;然后用已知增益為G′倍的標(biāo)準(zhǔn)WIFI天線替換被測WIFI天線，并重新調(diào)整匹配，由場強(qiáng)計(jì)測得電場強(qiáng)度為E2。再用下式即可算出被測WIFI天線的增益系數(shù)G：
    模仿丈量 　在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行WIFI天線參量的丈量時(shí)要求被測WIFI天線有一個(gè)“適宜”的尺度。有用WIFI天線的尺度巨細(xì)懸殊，大的達(dá)幾百米以上，而小的只有幾個(gè)毫米。為便于丈量，可在恰當(dāng)頻率上丈量縮小或擴(kuò)大了的模型。此刻需求先規(guī)劃好模型WIFI天線，使它的參量和實(shí)踐WIFI天線的相同。這就是WIFI天線的模仿丈量。
    在自由空間條件下，制造線度因子為Kd的模型WIFI天線(即模型WIFI天線的尺度等于實(shí)踐WIFI天線的尺度除以Kd)，在丈量時(shí)應(yīng)滿意下列條件：作業(yè)頻率f2=Kd·f1,模型WIFI天線的電導(dǎo)率σ2=Kd·σ1,此處f1和σ1表明實(shí)踐WIFI天線的作業(yè)頻率和電導(dǎo)率。
    在實(shí)踐WIFI天線的模仿丈量中，往往只能滿意上述第一個(gè)條件，而滿意不了第二個(gè)條件，但這關(guān)于大多數(shù)高效率的WIFI天線，不會(huì)引入太大的差錯(cuò)。
    近場丈量 　關(guān)于射電天文、雷達(dá)設(shè)備等應(yīng)用的大口徑WIFI天線，丈量時(shí)很難滿意所需的最小間隔。如WIFI天線口徑 100米，作業(yè)波長10厘米，測驗(yàn)間隔
    ，這樣大的測驗(yàn)場地事實(shí)上是無法辦到的。還由于地球表面曲率的影響,為使電磁波不為球形地球表面所遮擋,收發(fā)WIFI天線的高度也將到達(dá)不現(xiàn)實(shí)的程度。對(duì)這樣的大WIFI天線，其參量的丈量通常有兩種辦法，即運(yùn)用射電星的丈量技能和近場丈量技能。
    射電星丈量技能就是運(yùn)用輻射穩(wěn)定的射電星作為發(fā)射源，被測WIFI天線用于接納。這樣就可確保收發(fā)間間隔遠(yuǎn)大于最小測驗(yàn)間隔。
    近場丈量技能是在WIFI天線鄰近(距WIFI天線表面僅幾個(gè)焦距的間隔范圍內(nèi))丈量遠(yuǎn)區(qū)的WIFI天線參量。近場丈量技能包含縮距法、聚集法和外推解析法。
    ①　縮距法：運(yùn)用特定的信號(hào)發(fā)射WIFI天線，使收發(fā)WIFI天線之間的間隔削減后，仍能確保發(fā)射WIFI天線在接納WIFI天線口徑處發(fā)生如同遠(yuǎn)間隔時(shí)一樣的平面波。一般的發(fā)射WIFI天線在其鄰近發(fā)生的是球面波。為把球面波校正為平面波，可用附加的透鏡或拋物面反射器等。
    ②　聚集法：調(diào)整被測WIFI天線，使如拋物面反射器WIFI天線、透鏡WIFI天線、相控陣WIFI天線等有聚集特性的WIFI天線，原來對(duì)無量遠(yuǎn)處的聚集改變?yōu)榫奂诮鼒鰠^(qū)(幾個(gè)焦距或幾十個(gè)波長的間隔內(nèi))，然后在焦區(qū)測取其方向圖。使WIFI天線聚集于近場區(qū)的辦法是：對(duì)拋物面反射器WIFI天線可把饋源從焦點(diǎn)沿軸外移一小段間隔;對(duì)透鏡WIFI天線可把饋源裝置在一個(gè)焦距到兩個(gè)焦距的范圍內(nèi);對(duì)相控陣WIFI天線則可經(jīng)過恰當(dāng)調(diào)整其移相器而到達(dá)。
    ③　外推解析法：先測得WIFI天線口徑上的場散布或WIFI天線導(dǎo)體表面上的電流散布，然后用解析的辦法算出遠(yuǎn)區(qū)場散布，即WIFI天線的遠(yuǎn)區(qū)方向圖。
    微波暗室 　在普通試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行WIFI天線參量的丈量時(shí)，周圍環(huán)境使電磁波發(fā)生反射、散射和繞射等現(xiàn)象，這些反射、散射和繞射場對(duì)丈量場的“攪擾”導(dǎo)致丈量精度的下降，這對(duì)方向圖的零值深度和副瓣等弱小場的丈量，影響尤為嚴(yán)峻。樹立微波暗室能夠處理這個(gè)問題。微波暗室就是周圍裝置微波吸收資料的試驗(yàn)室。暗室不光用于WIFI天線丈量，還可用于目標(biāo)散射場和繞射場等弱場強(qiáng)的丈量。運(yùn)用暗室除能削弱攪擾場因此提高丈量精度外，還能確保有一個(gè)保密的、全天候的丈量環(huán)境。從1953年樹立第一個(gè)微波暗室以來，暗室的技能指標(biāo)已有很大的改善。
    起先，暗室采用平板型吸收資料，這種資料的吸收頻帶較窄?，F(xiàn)代寬帶微波暗室大多運(yùn)用錐形或楔形吸收資料。一個(gè)規(guī)劃良好的微波暗室，在丈量區(qū)內(nèi)的攪擾場能夠做到-40分貝以下。