無線通信の分野において、アンテナの性能はあらゆるシステムリンクの成功に不可欠です。無響室は専門的な試験環境として機能し、アンテナ利得 と放射パターンの正確な測定を行う唯一の場所です。この記事では、無響室測定の核心的な原則を掘り下げ、完全で実践的な操作手順を提供し、測定の精度と信頼性を確保するために必要な主要な技術について議論し、製品データがより高い専門性と権威性を獲得できるよう支援します。
現実世界でのアンテナ利得と放射パターンの正確な測定には、あらゆる潜在的な干渉を排除し、理想的な自由空間環境をシミュレートする必要があります。
無響室の壁、天井、床は、金属製のシールド層（通常はファラデーケージ構造）で覆われています。この構造は、外部の電磁波と無線周波干渉（RFI）を効果的に遮断し、試験環境が非常に低いバックグラウンドノイズを持つことを保証し、測定結果が被試験アンテナ（AUT）の真の性能のみを反映するようにします。
無響室の内部には、大量の吸収材が並べられており、通常は炭素を充填したポリウレタンフォームで作られたピラミッド型またはくさび型の構造をしています。これらの材料は、入射電磁波の吸収を最大化し、壁、床、天井からの反射を排除します。これにより、アンテナの理想的な自由空間での動作環境が効果的にシミュレートされ、マルチパスフェージングが測定データに干渉するのを防ぎます。
これらの2つの指標に対する物理的な意味と測定方法を徹底的に理解することは、実践的な操作の基本です。
アンテナ利得は、特定の方向に電力を集中させるアンテナの能力の尺度です。これは指向性を表し、エネルギー増幅ではありません。
定義： アンテナ利得（G）は、最大放射方向におけるアンテナが生成する電力密度を、基準アンテナ（通常は理想的な等方性アンテナ）と比較した比率として定義されます。単位は通常dBiです。
置換法： これは最も一般的に使用され、非常に正確な方法です。まず、標準利得ホーン（SGH）が受信する電力を測定します。次に、SGHを被試験アンテナ（AUT）に置き換え、他のすべての条件を一定に保ったまま、AUTが受信する電力を測定します。2組のデータを比較することにより、AUTの利得を導き出すことができます。
理論的根拠： 利得計算の理論的根拠は、2つのアンテナ間で転送される電力の関係を記述するFriis伝送公式です。
ここで、PrとPtは受信電力と送信電力、GtとGrは送信アンテナと受信アンテナの利得、を満たしていることを確認します。これは、正確な利得と放射パターンを得るための前提条件です。は波長、Rはアンテナ間の距離です。
放射パターンは、空間内の異なる方向におけるアンテナが放射または受信するエネルギーの相対的な強度分布を示しています。これは、アンテナの指向性の視覚的な表現です。
測定の核心： 測定システムは、被試験アンテナ（AUT）を搭載したポジショナーを回転させながら、各角度点における受信アンテナが受信する信号強度を同時に記録します。
主要パラメータ： 放射パターン分析からは、いくつかの重要なパラメータが得られます。
半値幅（HPBW）： メインローブの振幅が最大値の半分（-3dB）に低下する角度幅。
サイドローブレベル（SLL）： サイドローブの最大電力とメインローブの最大電力の比率。
偏波： 異なる偏波方向に対するアンテナの応答の測定。
標準的で正確なアンテナ測定には、データの精度と再現性を確保するために、以下の手順を厳守する必要があります。
機器の校正とセットアップ： ベクトルネットワークアナライザ（VNA）などの機器の厳密なSパラメータ校正を実行し、測定ポートでのインピーダンス整合を確保します。
遠方界条件の決定： 試験距離Rが遠方界条件 R≥2D2 /λを満たしていることを確認します。これは、正確な利得と放射パターンを得るための前提条件です。被試験アンテナ（AUT）の設置：
AUTを低誘電率の支持材を使用してポジショナーに取り付け、アンテナの位相中心がポジショナーの回転中心と正確に一致するようにします。標準利得ホーン（SGH）のセットアップと校正：
SGHは基準ベンチマークとして機能します。正確に設置し、その既知の利得データを測定ソフトウェアに入力します。放射パターンデータの取得：
回転ステップサイズを設定します。ポジショナーは方位角と仰角の軸に沿って回転を開始し、システムは自動的に受信信号電力を記録し、少なくとも2つの互いに垂直な平面のデータを収集します。アンテナ利得の計算：
ソフトウェアは、置換法からの受信電力データ、Friis伝送公式、およびSGHの既知の利得を組み合わせて、AUTの絶対利得を自動的に計算します。データの後処理と分析：
生データは平滑化され、補正されます（例：ケーブル損失）。HPBW、SLL、FBRなどの主要パラメータが自動的に抽出されます。専門的な測定レポートの生成：
すべての測定パラメータ、セットアップの詳細、試験条件、機器校正ステータスなどが統合され、完全で追跡可能な専門的なレポートが作成されます。課題と解決策：測定の精度と信頼性の確保
1. ケーブルとコネクタの損失の排除
AUTを支持および回転させるために使用される金属部品は、電磁波を散乱させ、放射パターンを歪ませる可能性があります。解決策：
VNAを使用して、ポート校正とデエンベディング操作を実行する必要があります。動作周波数でのケーブル損失を正確に測定し、最終結果から差し引くことで、利得データがアンテナの固有の性能を反映することが保証されます。2. 遠方界誤差と近傍界補正
AUTを支持および回転させるために使用される金属部品は、電磁波を散乱させ、放射パターンを歪ませる可能性があります。解決策：
低誘電率、低損失の
放物面反射器を利用して、近傍界ソースからのビームを準平面波に成形し、より小さな無響室内で遠方界条件をシミュレートします。近傍界から遠方界（NF-FF）への変換：
チャンバーの制約により近傍界測定しか実行できない場合、複雑な数学的アルゴリズム（平面、円筒、または球状の近傍界スキャンなど）を使用して、等価な遠方界放射パターンと利得を計算し、導き出します。3. ポジショナーと支持構造の散乱の防止
AUTを支持および回転させるために使用される金属部品は、電磁波を散乱させ、放射パターンを歪ませる可能性があります。解決策：
低誘電率、低損失の
フォームまたはポリスチレン材料をアンテナ支持構造として使用します。無響室バックグラウンドサブトラクション
技術を利用します。まず、スタンドとポジショナーのみのバックグラウンドフィールドを測定し、次にアンテナ測定から差し引いてデータを浄化します。結論と行動喚起正確なアンテナ性能測定は、ワイヤレス製品が市場で成功するための基盤です。当社は、さまざまな試験の課題を克服することに精通しており、お客様が受け取るデータが
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