Sprzężenie (izolacja) pomiędzy złączami

Pomiar przesłuchów w antenie wyposażonej w więcej niż 2 złącza, czyli anten 3x3 lub 4X4 MIMO jest bardziej czasochłonny niż podobny pomiar dla anteny wyposażonej w jedynie 2 złącza, jak anteny 2x2 MIMO. Naturalnie w antenach jednopolaryzacyjnych mamy do czynienia z jednym złączem, nie dokonujemy pomiarów przesłuchu port to port.
Dla anten 2x2 MIMO mających złącze_1 i złącze_2 wystarczy jeden pomiar, ponieważ - z powodu, że antena jest obwodem pasywnym - pomiar złącze_1/złącze_2 da taki sam wynik jak pomiar złącze_2/złącze_1. Inaczej S12 = S21(jeżeli mówimy o parametrach odbiciowych Snm)
Dla anten 3x3 lub 4x4 MIMO pomiar (z punktu widzenia czasochłonności i dostępności odpowiednich przyrządów pomiarowych) się komplikuje, ponieważ powinniśmy wykonać 6 pomiarów (4x4 MIMO), sprawdzających przesłuchy pomiędzy dostępnymi złączami:

Port 1 do Port 2 = S21 = S12
Port 1 do Port 3 = S31 = S13
Port 1 do Port 4 = S41 = S14
Port 2 do Port 3 = S32 = S23
Port 2 do Port 4 = S42 = S24
Port 3 do Port 4 = S43 = S34

Jak wspomniano powyżej, dla pasywnego układu odwracalnego (czyli zbudowanego z elektrycznie jednorodnych materiałów) Snm = Smn. Pomimo, że pasywna antena może zawierać materiały elektrycznie niejednorodne, ich wpływ na pomiar S jest minimalny.
Takimi materiałami niejednorodnymi, może być laminat mikrofalowy, który ma różną stałą dielektryczną dla różnych osi XYZ, lub nawet połączenie pomiędzy ścieżkami struktury, a złączem zasilającym (złącze koaksjalne), wykazujące nieliniowość, szczególnie przy zasilaniu anteny dużą mocą, na przykład 50 W.
Możliwości pomiarowe w Elboxrf pozwalają na jednoczesny pomiar tych wszystkich wartości, w jednym podłączeniu wszystkich złącz anteny do przyrządu pomiarowego. Poniższe ilustracje pokazują wyniki pomiarów dla anteny TetraAnt 5 60 18 XHV

Przykład pomiaru sprzężeń dla anteny sektorowej 4x4 MIMO, TetraAnt 5 60 18 XHV:

Drogi sprzężeń na przykładzie anteny 4x4 MIMO

Widoczne są 4 złącza zasilające antenę: P1, P2 (dl polaryzacji H i V), P3 i P4 (dla polaryzacji +-45 stopni, ukośnej).

Czerwone linie oznaczają możliwe ścieżki sprzężeń. Ponieważ układ jest pasywny, to jak wspomniano powyżej sprzężenie na przykład P1 do P2 jest takie same jak P2 do P1, zatem linie nie mają grotów.

Jak widać jest 6 dróg unikalnych sprzężeń:

P1 do P2, P1 do P3, P1 do P4, P2 do P3, P2 do P4, P3 do P4

Wynik pomiarów - zrzut ekranu przyrządu R3860A RF Component Analyzer.

Pomiary zostały dokonane na losowo wybranym egzemplarzu anteny. Jedna sesja pomiarowa pozwala na wyświetlenie na ekranie wszystkich interesujących nas parametrów.

Jest to bardzo wygodne, ponieważ natychmiast możemy ocenić jakość anteny (parametry sprzężeniowe). Na podobnym przykładzie przedstawimy wyniki dopasowania, w osobnym dziale Technika - dopasowanie (VSWR).

P1 do P2 = S21 lepiej niż - 30 dB
P1 do P2 = S21 lepiej niż - 30 dB
P1 do P3 = S31 lepiej niż - 45 dB
P1 do P4 = S41 lepiej niż - 45 dB
P2 do P3 = S34 lepiej niż - 45 dB
P2 do P4 = S42 lepiej niż - 45 dB
P3 do P4 = S43 lepiej niż - 30 dB

Informacje wyświetlane na ekranie analizatora sieci

W celu dokładnego wyjaśnienia jak czytać wyniki pomiarów, powiększono na cały ekran pomiar S21. Jest to pierwszy obraz (po lewej stronie), górny rząd.

Jeszcze jeden przykład pomiaru izolacji pomiędzy portami, wykonany dla anteny firmy Kathrein 2x2 MIMO z polaryzacją X (slant).

Antena ta jest przeznaczona do pracy w systemach 2x2 MIMO PCS i 3G/UMTS i ma następujące parametry:

Zakres częstotliwości 1710–2170 MHz
VSWR <1.4:1
Impedancja 50 ohm
Parametry intermodulacyjne (2x20 W) IM3: <-150 dBc
Polaryzacja +45° i -45°
Konektor 2 x 7-16 DIN żeńskie
Izolacja >30 dB
Maksymalna doprowadzona moc: 150 watów (przy 50°C) na jedno wejście

Wynik pomiaru S21 dla anteny 2x2 MIMO Kathrein

Ponieważ omawiamy na tej stronie parametr zwany izolacją pomiędzy złączami, możemy zmierzyć ten parametr i stwierdzić, czy jest zgodny danymi.

Jak widać, izolacja pomiędzy złączami w całym pasmie pracy - 1710 do 2170 MHz jest nie mniejsza niż 30 dB, zatem jest zgodna z danymi technicznymi.