Velocizzare le misure di riflessione sui sistemi d'antenna

La misura delle riflessioni è un metodo molto diffuso per valutare le prestazioni di un sistema d'antenna. Quando la quantità del segnale trasmesso che viene riflessa è minima, significa che l'energia irradiata riesce a raggiungere la copertura prevista. Un'elevata riflessione indesiderata causa inefficienze del sistema e può danneggiarne i componenti. Le misure delle riflessioni possono essere espresse in termini di perdita di ritorno (return loss), rapporto di onde stazionarie (ROS o VSWR) e coefficiente di riflessione.

Attività da eseguire

I guasti dei componenti riducono le prestazioni di un'intera stazione base. Il livello del segnale è ridotto, il che influenza l'area di copertura della cella del sito. Un telefono mobile ai confini delle celle è soggetto a interruzioni delle chiamate e basse velocità di trasmissione dei dati. Ciò influenza negativamente il grado di soddisfazione del cliente e, probabilmente, comporta una diminuzione degli utili per l'operatore di rete. In presenza di livelli di disadattamento estremi, è possibile che si verifichino anche dei danni al trasmettitore. La misura delle riflessioni permette di capire se tutta l'energia RF venga effettivamente irradiata verso l'esterno come desiderato.

La valutazione della perdita di ritorno e del ROS sono le misure tipiche delle riflessioni che vengono eseguite durante l'installazione e la manutenzione delle stazioni radiobase.

Da un punto di vista pratico, il valore limite di sistema consigliato per la perdita di ritorno è maggiore di 15 dB, che significa un ROS minore di 1,43 e un'antenna che irradia quasi il 97%dell'energia totale.

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Soluzione di misura e collaudo

Lo strumento R&S®Cable Rider ZPH è stato progettato specificamente per facilitare l'esecuzione di misure rapide ed efficienti su sistemi di antenna e fornire risultati corretti già al suo primo utilizzo. L'analizzatore di cavi e antenne a una sola porta permette di misurare perdita di ritorno, distanza dal guasto e altri parametri essenziali per l'installazione e la manutenzione dei collegamenti di trasmissione radio sul campo.

Il suo avvio molto rapido (< 15 s) e il breve tempo di riscaldamento necessario (1 min) consentono di partire rapidamente con le misure. Tramite una procedura guidata, è possibile preconfigurare i vari tipi di misura e l'intervallo di frequenze quando si è in ufficio, evitando di eseguire misure errate ed errori nell'immissione dei parametri sul sito quando ci si trova sul campo. Così facendo, si velocizzano notevolmente le attività di misura.

Applicazione

Una volta giunti alla stazione base, per prima cosa si tara il cavo di collegamento RF con l'accessorio R&S®ZN-Z103 per eliminare gli effetti del cavo stesso. L'unità di calibrazione R&S®ZN-Z103 tara completamente il cavo in appena 1 minuto, in quanto commuta automaticamente tra aperto, corto e carico standard. Poi si utilizza il cavo di collegamento RF per connettere l'antenna di tipo piatto allo strumento R&S®Cable Rider ZPH, come mostrato in Fig. 1. L'antenna ha un ROS specificato minore di 1,3. In base al calcolo, il valore di perdita di ritorno per questa antenna dovrebbe essere migliore di 17,69 dB.

In condizioni di adattamento, il risultato della misura indica una perdita di ritorno di 18,70 dB(Fig. 2). Il valore misurato corrispondente di ROS è 1,26 (Fig. 3). Ciò mostra che la maggior parte del segnale è irradiata verso l'esterno.

Quando vi è una condizione di disadattamento, a causa di difetti nell'antenna o nei componenti, l'energia RF trasmessa viene parzialmente riflessa. La quantità di energia riflessa dipende dalla gravità del guasto. Nel caso peggiore, tutta l'energia RF trasmessa viene riflessa verso il trasmettitore.

Fig. 1: Misura della riflessione di un'antenna di una stazione base con lo strumento R&S®Cable Rider ZPH.

Misure di perdita di ritorno e ROS (VSWR)

Fig. 2: Perdita di ritorno misurata in condizioni di adattamento, perdita di ritorno = 18,70 dB.

Fig. 3: ROS misurato in condizioni di adattamento, ROS ≈ 1,26.

Fig. 4: Perdita di ritorno misurata a circuito aperto, perdita di ritorno = 0 dB.

Fig. 5: ROS misurato con circuito aperto, ROS = ∞.

Riassumendo

Lo strumento R&S®Cable Rider ZPH è un analizzatore di cavi e antenne a una sola porta di semplice utilizzo, che può essere molto utile per eseguire in modo rapido le misure delle riflessioni e altre attività. La riduzione del tempo e degli errori durante l'esecuzione delle misure su un sito può ridurre i costi operativi e ridurre al minimo i tempi di fermo.

Attività da eseguire

I guasti dei componenti riducono le prestazioni di un'intera stazione base. Il livello del segnale è ridotto, il che influenza l'area di copertura della cella del sito. Un telefono mobile ai confini delle celle è soggetto a interruzioni delle chiamate e basse velocità di trasmissione dei dati. Ciò influenza negativamente il grado di soddisfazione del cliente e, probabilmente, comporta una diminuzione degli utili per l'operatore di rete. In presenza di livelli di disadattamento estremi, è possibile che si verifichino anche dei danni al trasmettitore. La misura delle riflessioni permette di capire se tutta l'energia RF venga effettivamente irradiata verso l'esterno come desiderato.

La valutazione della perdita di ritorno e del ROS sono le misure tipiche delle riflessioni che vengono eseguite durante l'installazione e la manutenzione delle stazioni radiobase.

Da un punto di vista pratico, il valore limite di sistema consigliato per la perdita di ritorno è maggiore di 15 dB, che significa un ROS minore di 1,43 e un'antenna che irradia quasi il 97%dell'energia totale.

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