As antenas se tornaram parte integrante de produtos eletrônicos para entretenimento, mesmo em pequenos dispositivos portáteis que dependem de uma fonte de energia com capacidade limitada. Consequentemente, as antenas precisam ser fisicamente pequenas e eficientes em termos de potência.
Adaptação de impedâncias de redes conectadas ao R&S® FPC1500 e cabos de antenas
A adaptação de impedâncias de antenas é um aspecto importante de qualquer sistema de transmissão de RF para se obter a melhor cobertura e o menor consumo de energia. Um aspecto contraditório é a forma física da antena. As pequenas antenas tipicamente necessárias em aplicações IoT enfrentam compensações de desempenho devido a restrições de tamanho. A ineficiência das pequenas antenas é normalmente incluída no cálculo do orçamento da ligação e é superada pelo aumento da potência de transmissão, o que é prejudicial ao desempenho do sistema, por exemplo, a vida útil da bateria. Isto faz com que a adaptação de impedâncias de antenas seja extremamente importante, pois uma antena bem combinada maximiza a eficiência da radiação da potência que recebe como entrada.
A calibração no plano de medição, ou seja, a interface entre a rede de acoplamento e os cabos analisadores de redes, é um passo extremamente importante para compensar os efeitos dos cabos e conectores. A calibração manual é propensa a erros e demorada quando os padrões de carga aberta e curta são alternados manualmente. A unidade de calibração R&S®ZN-Z103 automatiza a troca dos padrões. Isto ajuda a reduzir o erro de conexão e reduz o tempo de calibração a alguns segundos. Os passos para a adaptação de impedâncias de uma antena são:
Unidade de calibração R&S®ZN-Z103 detectada na porta USB
Calibração
Primeiro, definir as condições de medição: faixa de frequências desejada, resolução de largura de banda e número de pontos de medição. Em seguida, conectar a R&S®ZN-Z103 à porta USB do R&S®FPC1500. O instrumento reconhece automaticamente a unidade de calibração. Em seguida, parafusar uma ponta do cabo coaxial à porta de saída do R&S®FPC1500 e a outra ponta à unidade de calibração. Pressionar "Calibrar → 1-porta completa". O instrumento está agora calibrado.
Aquisição do valor da impedância R + jX
usando múltiplos marcadores
Medição
Objetos nas proximidades de uma antena, como carcaça, equipamentos de laboratório, cabos ou dispositivos de medição, alterarão o diagrama de radiação de antena e sua impedância de entrada. Por isso, é importante posicionar a antena de forma que se assemelhe o máximo possível ao ambiente da área de operação desejada.
A maneira mais fácil de visualizar o estado de adaptação de impedâncias é através de um gráfico Smith, que está disponível através da opção de medição de reflexão vetorial R&S®FPC-K42. Aquisição do valor da impedância R + jX do marcador. Isto é provavelmente melhor se feito em banda média ou em múltiplas frequências usando múltiplos marcadores.
Ajustes
Há uma série de simuladores disponíveis para calcular a rede de adaptação de impedâncias necessária. Uma vez calculada, ela pode ser construída e fixada à antena. Verifique a integração da antena medindo novamente a antena com a rede com adaptação de impedâncias para verificar a qualidade da adaptação de impedâncias.
Pequenos ajustes podem ser necessários. Monitorar essas mudanças é fácil: grave e compare essas alterações no R&S®InstrumentView, o software para PC que vem gratuitamente com o instrumento.
A adaptação de impedâncias de antenas em dispositivos IoT e de baixa potência requer encontrar o equilíbrio certo entre tamanho físico, consumo de energia e cobertura de sinal. O R&S®FPC1500 mede o desempenho de reflexão da antena, o que auxilia na retificação de projetos para uma ótima adaptação de impedâncias de antenas, a fim de alcançar a melhor experiência de usuário em termos de vida útil da bateria e cobertura ou recepção do sinal.
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