장치의 PCB 안테나를 올바르게 테스트하려면 어떻게해야합니까?

PCB 안테나로 만든 Z-Wave 장치 를 테스트하는 중입니다 . 안테나의 범위가 양호하고 생성 된 신호 강도가 충분히 강하고 현장의 유사한 장치와 비교할 수 있는지 확인하고 싶습니다.

장치를 올바르게 범위 테스트하는 방법은 무엇입니까?

zwave testing hardware

— 돔
소스

이것은 IoT와 관련된 질문보다 더 많은 전기 공학 / DIY 질문처럼 보입니다.

— ArtOfCode

@ArtOfCode 안테나가 작동하지 않으면 IOT 장치가없는 것입니다. 나는 이것이 업계에서 항상 등장하는 것을 보았습니다. 예, EE와 겹치는 부분이 있지만 장치를 만드는 것에 대해 이야기하고 싶다면 겹치는 부분이 있습니다.

— Dom

Dom,이 사이트는 이러한 장치를 설계하고 구축하는 데 필요한 더 큰 엔지니어링 문제에 관한 것이 아닙니다. 이 사이트는 IoT, 솔루션, 보안 문제 및 장치 작동에 대한 질문이있는 최종 사용자를위한 것입니다. 예를 들어 산업 문제, 문제 해결, 최적화 및 수리와 같은 약간의 교차가 있지만 IoT 설계와 관련하여 발생 하는 공학적 질문은 엔지니어링 / 전기 사이트의 전문가에게 더 적합합니다. .

— Robert Cartaino

@RobertCartaino 정의 단계에는 "MQTT를 제외하고 IOT에서 D2D (device to device) 통신에 사용할 수있는 프로토콜은 무엇입니까?" "모바일 앱과 블루투스 지원 하드웨어 장치가 포함 된 시스템을 구축하고 있습니다. 장치 간의 통신을 어떻게 보호합니까?" 소비자 수준의 질문 만 원한다면 여기서는 의미가 없지만 IOT 장치의 개발 및 프로세스에 대한 질문이 있으면 이와 같은 질문이 필요합니다.

— Dom

Dom, 주요 예제 질문 ( 이 사이트 의 대상 독자 정의)을 살펴보면 , 귀하가 단순히 잘못된 영역에 대해 질문하고 있다고 생각합니다. 특히 귀하의 질문에 정식으로 답변하기 위해 특별히 전문화 된 전기 / 엔지니어링 사이트를 여러 개 만들었습니다.

— Robert Cartaino

답변:

스펙트럼 분석기 를 사용하여 다음을 확인할 수 있습니다 .

안테나가 올바른 주파수 (범위)로 방출되고 있습니다.
출력 전력은 예상되는 (이론적으로 계산 된) 출력 전력입니다 (또는 충분히 가깝습니다).

스펙트럼 분석기 (비트 오류율 분석기 포함)의 고급 버전은 안테나뿐만 아니라 인코딩도 올바른지 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.

— 50k4
소스

실제로는 아닙니다. 이것보다 안테나 특성에 더 많은 것이 있습니다.

— Sean Houlihane

이 안테나와의 시스템의 효과를 특성화하는 두 가지 방법이있다, free space와 in-situ. 첫 번째는 최상의베이스 라인을 제공하고 측정 노이즈 (특히 큰 무반향 실에 액세스 할 수있는 경우)에 덜 민감하며 후보 안테나 변형 중에서 선택하는 데 가장 적합합니다. In-situ측정은 훨씬 덜 결정적이지만 가능한 작업 시나리오에 대해 구체적으로 설명하고 바보 같은 실수를 배제 할 수 있습니다 (예 : 최종 장치에 전도성 케이스 워크가 있다는 것을 잊어 버림).

두 가지 방법 모두 전송-수신 쌍이 필요합니다. 하나 또는 둘 다 실제 장치 일 수 있으며 전파는 정식입니다. 실제 테스트 장치에서 대표적인 전원 공급 장치와 자율 작동을 사용하도록주의하십시오. 전원 또는 직렬 케이블을 연결하면이 케이블이 안테나 시스템의 일부가됩니다.

스펙트럼 분석기의 좋은 대안은 소프트웨어 정의 라디오입니다. 특정 USB-DVBTV 동글은 매우 저렴한 비용으로 사용할 수 있습니다. 이 시나리오에서 신호 충실도에 대해 걱정하지 말고 간단한 신호 강도로 충분합니다.

수정되지 않은 오류율이 유용한 측정 항목이 아니라는 것이 이상적입니다. 독립적으로, 신호 강도, 수정되지 않은 오류율 및 시스템 성능이 목표로하는 작동 지점을 해결하는 데 어떤 관련이 있는지 이해해야합니다.

여유 공간 측정의 경우, 수십 미터의 전력선과 반사 구조가없는 개방형 현장에있는 것이 이상적입니다. DUT를 목재 스탠드에 놓고 5-10 미터 거리 (최소한 파장)에서 관찰하십시오. 모든 방향으로 돌리고 측정하십시오. 비교 장치로 반복하고 관심있는 다른 변형으로 반복하십시오. 관심 주파수의 지향성 안테나는 일반적으로 테스트 범위의 한쪽 끝에서 사용되며, 이로 인해 테스트 위치 (및이 끝 근처에 있음)로 인한 일부 편차가 제거됩니다.

현장 측정의 경우 가능한 많은 실제 배포를 시험해 보는 것이 중요합니다. 신호 품질이 장치에 기록 된 상태에서 장치 간을 실행하는 것이 이상적입니다. 찾을 수있는 최악의 시나리오를 찾으십시오. 최종 사용자는 더 나쁜 시나리오를 찾을 수 있습니다.

확실하지 않은 경우 EMC 테스트 시설에 문의하십시오. 예를 들어 일부 스팟 측정으로 접근 방식의 유효성을 검사하는 등의 경우 종종 상담 할 수 있습니다. 맞춤형 안테나를 사용하면 나중에 서비스가 필요할 것입니다.

— 숀 홀리 하네
소스

안테나를 최소한 올바르게 테스트하려면 다음 항목이 필요합니다

RF 신호 발생기와 같은 알려진 패턴 및 송신기를 가진 소스 안테나는 알려진 신호를 생성합니다
수신기 시스템이있는 테스트 안테나는 수신 RF 신호를 측정하고 모니터링합니다. 이 경우 z 파 장치는 수신기 시스템으로 사용될 수 있습니다.
테스트 대상 안테나 (AUT)는 각도의 함수로 테스트해야합니다. 소스 시스템과 관련하여 AUT를 회전 시키려면 포지셔닝 시스템을 사용해야합니다.

아래는 위를 설명하는 간단한 다이어그램입니다.

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위의 설정은 AUT를 송신기와 수신기 모두 테스트하는 데 도움이됩니다.

어플리케이션에 적합한 다음 범위 세트를 선택해야합니다. 가장 일반적인 것은

높은 범위 (여유 공간)

자유 공간 테스트는 때때로 실외 및 실내 테스트로 더 나뉩니다. 실내 테스트의 경우 무향실이 잘 작동합니다.

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컴팩트 한 범위

소형 범위 테스트를 수행하는 것이 좋습니다. 포물면 반사판에서 가장 간단한 평면파를 생성하여 필요한 측정을 수행하는 데 사용됩니다. 아래는 정교한 예입니다.

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장비 및 가능한 테스트 설정을 결정한 후에는 안테나의 기본 사항을 평가해야합니다. 다음은 고려해야 할 목록입니다

방사선 패턴 (이득 및 효율성)
임피던스 ( V oltage S tanding W AVE R 페이지에 계속)
대역폭
편광

참고 문헌 :

— 마헤 인구나와 데나
소스