Las antenas se han vuelto omnipresentes en la electrónica de consumo, incluso en los pequeños dispositivos portátiles que dependen de fuentes de energía de capacidad limitada. En consecuencia, las antenas tienen que ser físicamente reducidas y eficientes en cuanto al consumo.
Adaptación de la red conectada al R&S®FPC1500 y el cable de antena
La adaptación de antena es un aspecto importante de cualquier sistema de transmisión por radiofrecuencia a fin de alcanzar la mejor cobertura y el menor consumo de energía posible. Un aspecto conflictivo es el espacio físico ocupado por la antena. El dilema de las pequeñas antenas necesarias para las aplicaciones es mantener un buen rendimiento a pesar de las limitaciones de tamaño. La baja eficiencia de las antenas pequeñas suele incluirse en el cálculo del balance de potencias de un radioenlace y se corrige aumentando la potencia de transmisión, lo cual va en detrimento del rendimiento del sistema, y por lo tanto de la vida de la batería. Por eso es tan importante la adaptación adecuada de la antena, ya que una antena bien adaptada maximiza la eficiencia de radiación de la potencia que recibe como entrada.
La calibración en el plano de medida, es decir, la interfaz entre la red de acoplamiento y los cables del analizador de redes, resulta transcendental para compensar los efectos de los cables y los conectores. La calibración manual es propensa a errores y consume mucho tiempo al conmutar manualmente los estándares Open (circuito abierto), Short (cortocircuito) y Load (carga). La unidad de calibración R&S®ZN-Z103 automatiza la conmutación de estándares. Esto ayuda a reducir los errores de conexión y reduce el tiempo de calibración a unos pocos segundos. Los pasos necesarios para adaptar una antena son:
Unidad de calibración R&S®ZN-Z103 detectada en puerto USB
Calibración
En primer lugar, ajuste las condiciones de medida: el rango de frecuencias deseado, el ancho de banda de resolución y el número de puntos de medida. Luego conecte el R&S®ZN-Z103 al puerto USB del R&S®FPC1500. El instrumento reconocerá automáticamente la unidad de calibración. A continuación, atornille uno de los extremos del cable coaxial al puerto de salida del R&S®FPC1500 y el otro extremo a la unidad de calibración. Pulse «Calibrate → Full 1-port» (Calibrar → Comp. 1 pto). El instrumento se calibrará.
Registrar el valor de impedancia de R + jX
usando varios marcadores
Medición
Los objetos próximos a una antena, como armarios, equipos de laboratorio, cables o dispositivos de medida, alteran el patrón de radiación de la antena y su impedancia de entrada. Por eso es importante colocar la antena de una manera que se asemeje tanto como sea posible al entorno de su área prevista de operación.
La manera más fácil de visualizar el estado de adaptación es mediante una carta de Smith, que está disponible a través de la opción de medida de reflexión vectorial del R&S®FPC-K42. Registre el valor de impedancia de R + jX del marcador. La mejor manera de hacer esto es probablemente en banda media o en varias frecuencias usando varios marcadores.
Ajuste
Existen distintos simuladores que permiten calcular la red de adaptación necesaria. Una vez calculada, puede construirse y conectarse a la antena. Compruebe la integración de la antena volviendo a medirla con la red adaptada a fin de comprobar la calidad de adaptación.
Puede ser necesario realizar algunos pequeños ajustes. El seguimiento de estos cambios es sencillo: regístrelos y compárelos en R&S®InstrumentView, el software para PC que se ofrece gratis con el instrumento.
La adaptación de antena en dispositivos IoT y de baja potencia exige encontrar el equilibrio idóneo entre el tamaño físico, el consumo de energía y la cobertura de señal. El R&S®FPC1500 mide el rendimiento de reflexión de la antena, lo cual ayuda a rectificar los diseños para lograr una adaptación óptima de las antenas a fin de alcanzar la mejor experiencia de usuario en cuanto a vida de la batería y cobertura o recepción de señal.
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