Correspondance des antennes dans pour les appareils IoT et de faible puissance

Les antennes font désormais partie intégrante de l'électronique grand public, même dans des petits appareils portables qui fonctionnent sur une source d'énergie à capacité limitée. Par conséquent, les antennes doivent être de petit format et efficaces en termes de consommation.

Réseau adapté connecté au FPC1500 et au câble d'antenne
Réseau adapté connecté au FPC1500 et au câble d'antenne
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Votre tâche

La correspondance d'antenne est un aspect important pour tout système d'émission RF, afin d'obtenir la meilleure couverture et la consommation d'énergie la plus faible. L'encombrement physique de l'antenne est un aspect contradictoire. Les petites antennes généralement nécessaires dans les applications IoT sont confrontées à des compromis de performance du fait des contraintes de taille. L'inefficacité des petite antennes est généralement intégrée dans le calcul du budget et est compensée par une puissance d'émission augmentée, ce qui est fait au détriment de la performance système, par exemple l'autonomie de la batterie. Il est donc très important que l'antenne corresponde bien, car une antenne adaptée optimise l'efficacité de rayonnement de la puissance qu'elle reçoit en entrée.

Solution Rohde & Schwarz

La calibration au niveau du plan de mesure, à savoir l'interface entre les câbles du réseau de couplage et de l'analyseur de réseaux, est une étape extrêmement importante afin de compenser les effets des câbles et des connecteurs. La calibration manuelle est sujette aux erreurs et très chronophage lorsque les étalons de charge / court-circuit / circuit ouvert sont interchangés manuellement. L'unité de calibration R&S®ZN-Z103 automatise ce processus. Cela aide à diminuer les erreurs de branchement et à réduire la durée de calibration à quelques secondes. Les étapes relatives à la correspondance d'une antenne sont :

  • La calibration
  • La mesure
  • Le réglage
Unité de calibration ZN-Z103 sur un port USB détecté
Unité de calibration ZN-Z103 sur un port USB détecté
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La calibration

Tout d'abord, réglez les conditions de mesure : la gamme de fréquence souhaitée, la bande passante de résolution et le nombre de points de mesure. Connectez ensuite le R&S®ZN-Z103 au port USB du R&S®FPC1500. L'instrument reconnaît automatiquement l'unité de calibration. Puis, vissez une extrémité du câble coaxial au port de sortie du R&S®FPC1500 et l'autre extrémité à l'unité de calibration. Appuyez sur “Calibrate → Full 1-port“. L'instrument est maintenant calibré.

Enregistrement de la valeur d'impédance R + jX en utilisant plusieurs marqueurs
Enregistrement de la valeur d'impédance R + jX en utilisant plusieurs marqueurs
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La mesure

Les objets se trouvant à proximité d'une antenne, comme un boîtier d'équipement de laboratoire, des câbles ou des appareils de mesure, altéreront la structure du rayonnement de l'antenne et son impédance d'entrée. Il est donc très important de placer l'antenne dans un endroit qui ressemble le plus possible à l'environnement de son fonctionnement requis.
La manière la plus simple de visualiser le statut de correspondance est avec un diagramme de Smith, disponible avec l'option de mesure de réflexion vectorielle R&S®FPC-K42. Enregistrez la valeur de l'impédance R + jX du marqueur. Il est probablement préférable de le réaliser dans une bande intermédiaire ou à diverses fréquences en utilisant plusieurs marqueurs.

Le réglage

Il y a de nombreux simulateurs disponibles pour calculer le réseau correspondant requis. Une fois calculé, il peut être intégré et relié à l'antenne. Vérifiez l'intégration de l'antenne en mesurant à nouveau l'antenne avec le réseau correspondant, afin de vérifier la qualité de la correspondance.

De légers ajustements peuvent s'avérer nécessaires. Le suivi de ces changements est simple : enregistrez et comparez les dans le R&S®InstrumentView, le logiciel PC livré gratuitement avec l'instrument.

Conclusion

La correspondance de l'antenne dans les appareils IoT et à faible puissance consiste à trouver le bon équilibre entre la taille physique, la consommation d'énergie et la couverture du signal. Le R&S®FPC1500 mesure la performance de la réflexion de l'antenne, qui aide à la rectification des conceptions pour une correspondance optimale des antennes, afin d'obtenir la meilleure expérience client en termes d'autonomie de batterie et de couverture ou de réception du signal.

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