天线测试套件加速物联网设计万博投注网址
文章：Kenneth Wyatt
IoTest天线测试套件包括几种测试天线，可以比较无线或物联网产品的阻抗匹配和整体性能。
近年来，许多客户都在开发将无线和蜂窝通信的产品开发成IOT产品。我也与当地的CTIA批准的无线测试实验室合作，BluFlux在科罗拉多州路易斯维尔，帮助减轻各种EMC问题。在使用Bluflux中，主要问题（在天线匹配和放置问题旁边）似乎是影响蜂窝LTE和GPS接收器灵敏度的自我产生的EMI。在此协作期间我实现的一件事是敏感的无线天线在PCB上的位置或它们位于外壳上的位置相对于PCB。另外，由于多个高频能源（参考文献1），天线的天线和传输线路的路由的位置可以影响系统的EMC性能和接收器灵敏度。
我有机会回顾了铜山技术公司(CMT)的一个新的1端口矢量网络分析仪(VNA)。他们的型号R60 VNA和几十个测试天线一起打包PulseLarsen天线。CMT的“IoTest天线测试套件“可购买7,999美元。他们的R60 VNA可以单独购买3,750美元。VNA可以使用线性，日志或分段频率跨度测量1 MHz至6 GHz的回报损耗（S11）。退回损耗绘图中的倾斜表示该频率的良好匹配。通常，减去10 dB或更好的测量表示良好的匹配。跨该范围的方向性为46 dB。
图1来自铜山技术和脉冲/拉伸天线的IOTEST套件可购买7,999美元。
定制软件帮助评估每个样本天线，并将回波损耗与理想响应进行比较。提供了工作频率从315 MHz到6 GHz的天线样本，其中有几个设计用于多频段操作。独立的，更专业的，软件提供，允许充分使用VNA其他天线的一般测量。我将展示测试天线测量以及我自己收集的一些天线测量的例子。
图2.CMT R60 VNA有几个安装在pcb上的天线样本。在顶层下面还有一层测试天线。
天线类型的抽样显示在图3.。每个样品板都有适当的传输线和天线，并安装有标准的pc - SMA连接器。IoTest套件配有同轴电缆和短开负载(SOL)校准夹具。每次选择新的频率范围时，必须进行新的校准。
图3.提供了工作频率从315 MHz到6 GHz的天线样本。
套件天线测量
在测量测试天线时，首先要做的是启动自定义测试软件，这将通过测量过程逐步引导您。第一步是从套件进入特定的天线模型。这将自动设置频率限制并加载理想的响应。下一步是使用SOL校准夹具连接天线板之前校准系统（图4.)。说明将引导您通过这一点，连接同轴电缆到每个端口的校准端口，一次一个。
图4.在进行天线测量之前，使用短开负载(SOL)校准夹具。
接下来，连接样本天线板，并将回波损耗与预期的理想响应进行比较。根据测量的响应匹配程度，您将看到显示“很好”、“极好”或“需要咨询”的弹出框。对于本例，我们将选择Pulse型号W3796-K天线(频率为698 ~ 2700 MHz的嵌入式2G/3G/4G复合天线)，如图所示图5.。
图5.以W3796-K型脉冲多频段天线为例进行了测量。
该天线是一个多波段设计和结果测量显示图6.。我们可以看到，大多数测量的反应很好地符合理想的限度，一些波段显示为伟大或优秀，而一个领域需要更多的工作(咨询)。大多数安装在pcb上的无线天线非常容易受到安装位置的影响，软件和天线数据表提供了额外的指导，以正确安装和定位天线，以获得最佳的结果。当然，用户的手的位置也可以很大程度上影响响应，这可以很容易地通过测量值来证明，它几乎具有即时响应。
图6.性能图显示了测量的脉冲W3796-K天线的理想响应。
该套件还包括短接口电缆，以适合一些较小的板上同轴连接器。您也可以使用短猪尾同轴电缆直接焊接到测试产品，以表征实际的天线性能。
额外的天线测量
我用提供的更通用的测量软件测量了我自己的几根天线。第一个是最喜欢的用于工作台上的辐射排放故障排除，PCB天线设计为400到1000兆赫兹肯特电子（图7.)。请注意，为保证精度，SOL校准需要在连接同轴电缆的天线端进行。
图7.我用来评估工作台上的辐射发射的天线设计为在400到1000兆赫之间共振，肯特电子提供30美元。
实测响应如图所示图8.。白框表示规格限制。从440 MHz到1000 MHz，它表现良好(假设负10 dB的回波损耗是“好的”)。
图8.这幅图显示了肯特电子400到1000兆赫PCB天线的测量响应(100到2000兆赫)。从440到1000+ MHz的性能都非常好。
我还拥有一个令人印象深刻的钻石型号D220多频段天线，旨在从100到1600 MHz工作，用于干扰狩猎。我将R60 VNA和笔记本电脑带到车辆上，在屋顶上使用大型磁铁安装安装。我卸下了天线并在安装时执行了校准，然后重新安装天线以进行测量（图9.)。
图9.钻石100到1600 MHz多波段天线被安装到测试车辆上。
100 ~ 2000mhz的测试结果显示在图10.在回报损失图的每个下降点都放置了标记。
图10.这幅图显示了钻石100到1600兆赫多波段天线的回波损耗图(100到2000兆赫)。
由于该天线部分设计用于业余无线电使用，我们可以在151（在144至148MHz频带附近），424（近420至450MHz频段附近），1091（近902至928MHz频带附近）和谐振点1310（近1240到1300 MHz频段）。大多数这些的带宽足够宽，以容纳来自理想的轻微频率偏移。数字电视带（611和639MHz）和蜂窝LTE带（809和860MHz）也存在共振。1575.42 MHz（近1639 MHz）的GPS通道也应该工作。
总结
来自CMT和Pulse/Larsen天线的IoTest天线测试套件是一个方便的一体化套件，包括几个测试天线，可以比较您的无线或物联网产品的阻抗匹配和整体性能。R60 VNA在显示回波损耗(S11)方面非常快，并且有足够数量的标记来表征天线匹配和带宽。
定制软件指导用户在所有步骤进行测量，所以您不必是VNA测量的专家使用这个工具包。对于更先进的工程师，通用软件(也包括)允许更多的自由选择频率限制和显示输出。也有几个应用笔记和视频解释如何使用测量系统，并采取更深入的天线应用和理论。两个版本的软件的用户界面都很容易理解，我很少需要参考详细的用户手册(PDF)。所有的软件和文档都安装在u盘上。
在使用这个系统一个下午后，我能够测量和表征工具箱中一半的天线，并测量了我收集的大约12个“未知”天线。总的来说，我对这个工具包的易用性印象深刻。该测试套件将为任何使用无线或物联网产品的公司以及无线合规测试实验室提供良好的补充。强烈推荐!
-肯尼斯·怀亚特是怀亚特技术服务公司的总裁和首席顾问。
参考文献
- 怀亚特,平台干扰，edn，2015
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