天線測試方案選擇評估

圖3：在緊縮測試場中由靜區上的反射面產生的平面波。

使用陣列理論可以更清楚地解釋錐形暗室的照射機制。考慮饋源由真實的源天線和一組映像組成。如果映像遠離源(在電氣上)，那么陣列因子是不規則的(例如有許多紋波)。如果映像比較靠近源，那么陣列因子是一個等方性圖案。對位于(遠場中的)AUT處的觀察者來說，他看到的源是源天線加上陣列因子后的圖案。換句話說，陣列將看起來像是自由空間中的獨立天線。

在錐形暗室中，源天線非常關鍵，特別是在較高頻率時(如2GHz以上)，此時暗室行為對細小的變化更加敏感(圖4)。整個錐體的角度和處理也很重要。角度必須保持恒定，因為錐體部分角度的任何變化將引起照射誤差。因此測量時保持連續的角度是實現良好錐形性能的關鍵。

圖4：在典型的錐形暗室中，吸波材料的布局看起來很簡單，但離源天線較近的區域(錐形暗區域)非常重要。

與矩形暗室一樣，錐形暗室中的接收端墻體吸波材料的反射率必須大于或等于所要求的靜區電平。側墻吸波材料沒有那么重要，因為從暗室立方體部分的側墻處反射的任何射線會被后墻進一步吸收(后墻處有性能最好的吸波材料)。作為一般的“經驗之談”，立方體上的吸波材料的反射率是后墻吸波材料的一半。為減少潛在的散射，吸波材料可以呈45度角或菱形放置，當然也可以使用楔形材料。

表中提供了典型錐形微波暗室的特性，可以用來與典型的矩形暗室作比較。較少量的錐形吸波材料意味著更小的暗室，因此成本更低。這兩種暗室提供基本相同的性能。不過需要注意的是，矩形暗室要想達到與錐形暗室相同的性能，必須做得更大，采用更長的吸波材料和數量更多的吸波材料。

圖5：一個用于天線測試的200MHz至40GHz小型錐形暗室。

雖然從前面的討論中可以清楚地知道，在低頻時錐形暗室可以比矩形暗室提供更多的優勢，但測量數據表明錐形暗室具有真正的可用性。圖5 是一個200MHz至40GHz的小型錐形暗室，外形尺寸為12×12×36英尺，靜區大小為1.2米。這里采用了一個雙脊寬帶喇叭天線照射較低頻率的靜區。然后利用安捷倫(Agilent)公司的N9030A PXA頻譜分析儀以一個對數周期天線測量靜區。在200MHz點測得的反射率大于30Db(如圖6所示)。圖7 和圖8分別顯示了饋源頂部的源天線和靜區中的掃描天線。

圖6：從圖中可以看出，在200MHz點測得的反射率大于30dB。

圖7：圖中測試采用雙脊喇叭作為源。

有許多像APM和HiL那樣的不同方法可進行天線測量。測量技巧在于選擇正確的天線測試場，具體取決于待測的天線。對于中型天線(10個波長大小)，推薦使用遠場測試場。另一方面，錐形暗室可以為低于500MHz的頻率提供更好的解決方案。它們也可以用于2GHz以上的頻率，但操作時需要備加小心才能確保獲得足夠好的性能。通過了解錐形微波暗室的正確使用，今天的天線測試工程師可以使用非常有用的工具開展100MHz至300MHz以及UHF范圍的天線測量。

圖8：圖中測試采用一個對數周期天線來掃描QZ以測量反射率。