mikrocontroller.net

Forum: HF, Funk und Felder Phased Array Antennen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe eine kleine Phased Array Antenne...gerne möchte ich diese mit 
unterschiedlichen Elevationswinkeln testen und beispielsweise die 
Richtdiagramme dazu aufnehmen...

Wisst ihr wie man, die Größen der Elevationswinkel einstellen kann? 
Generell verstehe ich nicht ganz den Unterschied zu diesem Winkel im 
Vergleich zum Abstrahlwinkel...

Autor: Pong (Gast)
Datum:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Anna schrieb:

>
> Wisst ihr wie man, die Größen der Elevationswinkel einstellen kann?
> Generell verstehe ich nicht ganz den Unterschied zu diesem Winkel im
> Vergleich zum Abstrahlwinkel...

Unten rechts an der Antenne ist ein Loch für einen 6er Inbus bzw Torx. 
Dort kannst du von -90° bis +90° die Phase einstellen. Achtung, die 
Schraube nicht überdrehen!

Autor: Erwin D. (Gast)
Datum:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Pong schrieb:
> Unten rechts an der Antenne ist ein Loch für einen 6er Inbus bzw Torx.

...aber nur, wenn du den Griff links hältst. Wenn der Griff (wie üblich) 
unten ist, dann ist das Loch oben rechts. Es ist übrigens weder Inbus 
noch Torx. Es ist Kreuz (PH).

Autor: Pong (Gast)
Datum:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Erwin D. schrieb:
> Pong schrieb:
>> Unten rechts an der Antenne ist ein Loch für einen 6er Inbus bzw Torx.
>
> ...aber nur, wenn du den Griff links hältst. Wenn der Griff (wie üblich)
> unten ist, dann ist das Loch oben rechts. Es ist übrigens weder Inbus
> noch Torx. Es ist Kreuz (PH).

Kreuz ist es nur bei den neueren Arrays. Die hat aber der TO nicht

Autor: Erwin D. (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Pong schrieb:
> Erwin D. schrieb:
>> Pong schrieb:
>>> Unten rechts an der Antenne ist ein Loch für einen 6er Inbus bzw Torx.
>>
>> ...aber nur, wenn du den Griff links hältst. Wenn der Griff (wie üblich)
>> unten ist, dann ist das Loch oben rechts. Es ist übrigens weder Inbus
>> noch Torx. Es ist Kreuz (PH).
>
> Kreuz ist es nur bei den neueren Arrays. Die hat aber der TO nicht

Die ich kenne, haben Kreuz. Aber das kann schon sein.
Ich kenne nicht alle Modelle.

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
vielen Dank für die kurzfristige Rückmeldung.
Ich habe folgendes Board, welches ich an Patchantennen über Koax-Kabel 
anschließe:
https://www.analog.com/en/design-center/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/eval-adar1000.html

wie wäre es denn dort?

Durch Beamforming kann ich an jedem Channel unterschiedliche Phasen 
einstellen um die Hauptkeule etwas zu steuern....aber was es dann genau 
mit dem Elevationswinkel auf sich hat, da bin ich mir nicht sicher, wie 
man die vertikale Strahlbreite einstellt...

Autor: Pong (Gast)
Datum:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Anna schrieb:
> vielen Dank für die kurzfristige Rückmeldung.
> Ich habe folgendes Board, welches ich an Patchantennen über Koax-Kabel
> anschließe:
> 
https://www.analog.com/en/design-center/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/eval-adar1000.html
>
> wie wäre es denn dort?

Keine Ahnung! Wusste nicht dass es sowas gibt...

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
schadee:(

Autor: Erwin D. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anna schrieb:
> schadee:(

Hier gibt's ein User Guide, da steht auch was von 'Receive Phase 
Control' drin (und vieles mehr). Ich hab's nur überflogen.

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/user-guides/ADAR1000-EVALZ-UG-1283.pdf

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
genau, das sind lediglich die einzelnen Winkel von jedem Channel, Sprich 
von jedem Patch, welche eingestellt werden kann...somit kann man damit 
die Abstrahlwinkel und die Hauptkeule einstellen...Was wäre da aber der 
Unterschied zum Elevationswinkel?

Autor: Erwin D. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anna schrieb:
> genau, das sind lediglich die einzelnen Winkel von jedem Channel,
> Sprich
> von jedem Patch, welche eingestellt werden kann...somit kann man damit
> die Abstrahlwinkel und die Hauptkeule einstellen...Was wäre da aber der
> Unterschied zum Elevationswinkel?

Ich denke mal, die Elevation stellst du vermutlich mechanisch ein durch 
eine Anhebung der gesamten Antennen-Anordnung.
Mit der Phase stellst du ja nur den Azimut ein (denke ich).

Falls man durch unterschiedliche Pasenbeziehungen die Strahlungkeule 
sowohl in Azimut als auch in Elevation beeinflussen kann, muss ich 
passen. So viel Theorie bezüglich phased Arrays habe ich leider nicht 
intus, sorry.

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
vielen Dank Dir, das vermute ich auch, dass es mechanisch gemacht werden 
muss...Ich werde mich mal weiterhin informieren.

Autor: Christoph db1uq K. (christoph_kessler)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also erst mal braucht man eine Antennenmessstrecke. Ein reflexionsarmer 
Raum, eine Messantenne mit bekanntem Gewinn in mehreren Wellenlängen 
Abstand und ein Drehteller auf dem das Messobjekt montiert ist.

Dazu ein Messender bekannter Ausgangsleistung und ein Messempfänger. Der 
kann auf kurzen Abstand ein thermischer Leistungsmesser sein, auf 
größere Strecke dann eine Detektordiode und noch weiter z.B. ein 
Spektrumanalyzer, Trackinggenerator dazu wäre auch gut.

Für die horizontale und vertikalen Messungen kann man einfach die 
Antenne drehen. Die Antenne wird auch noch frequenzabhängig sein, das 
bedeutet womöglich noch mehrere Messungen bei unterschiedlichen 
Frequenzen.

Dazu kommt jetzt noch die Messung bei unterschiedlichen 
Phaseneinstellungen.

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
den Versuchsaufbau habe ich soweit vorbereitet in der Absorberkammer, 
als Empfangsantenne verwende ich eine Hornantenne und nehme die 
Richtdiagramme mit einem Generator und einem SpekAnalyzer auf....

Ich frage mich nur, wie ich durch Drehen des Arrays zb. genau einen 
Elevationswinkel von 20 Grad oder gar 5 Grad erreiche....wie wird sowas 
gemessen?

Autor: Wolfgang (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anna schrieb:
> Ich frage mich nur, wie ich durch Drehen des Arrays zb. genau einen
> Elevationswinkel von 20 Grad oder gar 5 Grad erreiche....wie wird sowas
> gemessen?

Indem du das Vertikalrichtdiagramm im Azimut der Hauptkeule anguckst. 
Wenn die Hauptkeule 20° nach oben geht, ist das Array so ausgerichtet, 
dass die Hauptkeule einen Elevationswinkel von 20° besitzt.

Autor: Christoph db1uq K. (christoph_kessler)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Lässt sich der Messaufbau automatisieren? Also ein digitaler Drehgeber 
am Drehtisch für den Winkel und ein Pegelausgang am Spektrumanalyzer.

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
ah, vielen Dank. Das hilft mir sehr weiter...

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
ja, das geht.

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wolfgang schrieb:
> Anna schrieb:
>> Ich frage mich nur, wie ich durch Drehen des Arrays zb. genau einen
>> Elevationswinkel von 20 Grad oder gar 5 Grad erreiche....wie wird sowas
>> gemessen?
>
> Indem du das Vertikalrichtdiagramm im Azimut der Hauptkeule anguckst.
> Wenn die Hauptkeule 20° nach oben geht, ist das Array so ausgerichtet,
> dass die Hauptkeule einen Elevationswinkel von 20° besitzt.

Hi,

ich habe auf folgender Website recherchiert, wie man die 
Phasenverschiebung anhand des Abstrahlswinkel berechnet...
http://www.radartutorial.eu/06.antennas/Phased%20Array%20Antennen.de.html

ist dieser Abstrahlwinkel, den man anhand der Phasenverschiebungen der 
einzelnen Strahler einstellen kann, auch der Elevationswinkel, also die 
vertikale Strahlbreite?

Autor: Mikrowilli (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das hängt doch von der Gestaltung des Antennenarrays ab: Das Array 
besteht üblicherweise aus Einzelelementen, die in Zeilen und Spalten 
angeordnet sind.

Wenn alle Einzelstrahler nebeneinander -also in einer Zeile- angeordnet 
sind, kann man das Azimutdiagramm durch geeignete Phasenverschiebung der 
Einzelelemente verändern; das Elevationsdiagramm der Gesamtantenn wird 
dagegen ähnlich aussehen wie das des Einzelelementes.

Bei einer beispielsweise quadratischen Anordnung (4 Zeilen zu je 4 
Elementen übereinander) läßt sich das Azimutdiagramm variieren, indem 
die Phasenbeziehung der Spalten zueinander verändert wird; das 
Elevationsdiagramm wird in gleicher Weise durch Variation der 
Phasenbeziehung der Zeilen zueinander verändert.

Dabei können die Elemente zeilen- bzw. spaltenweise gleich behandelt 
werden, aber es ist auch eine betrags- und phasenmäßige Gewichtung des 
Signals eines jeden Einzelelementes vorstellbar, um bestimmte 
Diagrammformen auszubilden (z.B. um ein gezieltes Minimum in Richtung 
einer Störquelle zu realisieren.)

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mikrowilli schrieb:
> Das hängt doch von der Gestaltung des Antennenarrays ab: Das Array
> besteht üblicherweise aus Einzelelementen, die in Zeilen und Spalten
> angeordnet sind.
>
> Wenn alle Einzelstrahler nebeneinander -also in einer Zeile- angeordnet
> sind, kann man das Azimutdiagramm durch geeignete Phasenverschiebung der
> Einzelelemente verändern; das Elevationsdiagramm der Gesamtantenn wird
> dagegen ähnlich aussehen wie das des Einzelelementes.
>

>
> Dabei können die Elemente zeilen- bzw. spaltenweise gleich behandelt
> werden, aber es ist auch eine betrags- und phasenmäßige Gewichtung des
> Signals eines jeden Einzelelementes vorstellbar, um bestimmte
> Diagrammformen auszubilden (z.B. um ein gezieltes Minimum in Richtung
> einer Störquelle zu realisieren.)

mein Antennenarray besteht lediglich aus einer Zeile...wäre in diesem 
Fall dann nicht der Abstrahlwinkel mein Elevationswinkel? Durch den 
Abstrahlwinkel kann ich dann die jeweiligen Phasenverschiebungen der 
Einzelstrahler anhand der Formeln berechnen...

Autor: Mikrowilli (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn die Einzelelemente in einer Zeile liegen -also alle nebeneinander-, 
dann kann man durch Variation der Phasenverschiebungen nur den 
Abstrahlwinkel "nach rechts" oder "nach links" verändern, also in der 
Azimutebene. In der Elevationsebene -also nach oben oder nach unten- 
läßt sich die Abstrahlrichtung nur durch mechanisches Kippen der Zeile 
verändern; Deshalb hat der Elevationswinkel nichts mit der Berechnng der 
Phasenverschiebung für das azimutale Abstrahlverhalten zu tun.

Autor: Joggel E. (jetztnicht)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn das Array aus senkrechten Dipolen als horizontale Zeile angeordnet 
ist, so ist das Vorwaerts-Oben-Unten Verhalten das eines Dipoles. Dabei 
sollte man das Nahfeld nicht vergessen. zB die Metallebene, worauf das 
Array steht. Oder falls man's in einem Winkel positioniert hat. 
Sinnvollerweise passt man die Einzelantennen schon an das gewünschte 
Verhalten an, bevor man ein Array baut. Irgendwas Richtung einer 
rechteckigen Apertur. Die kann man auch gut mit dem Schlauch reinigen.
Ich empfehle CST Microwave Studio um sowas zu Rechnen, es kann aber auch 
ein anderes Programm sein.

Das gezeigte Teil ist eine tolle Sache, wenn zB ein scannendes 
Automobilradar bauen moechte. Bedeutet dann auch pro Kanal einen 
Verstaerker, Zirkulator, Receiver als Heruntermischer, Digitalisierer... 
plus die passende Rechenleistung damit auch etwas anzufangen.

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mikrowilli schrieb:
> Wenn die Einzelelemente in einer Zeile liegen -also alle
> nebeneinander-,
> dann kann man durch Variation der Phasenverschiebungen nur den
> Abstrahlwinkel "nach rechts" oder "nach links" verändern, also in der
> Azimutebene. In der Elevationsebene -also nach oben oder nach unten-
> läßt sich die Abstrahlrichtung nur durch mechanisches Kippen der Zeile
> verändern; Deshalb hat der Elevationswinkel nichts mit der Berechnng der
> Phasenverschiebung für das azimutale Abstrahlverhalten zu tun.

vielen Dank, jetzt habe ich das gut verstanden....ich bin mir nur nicht 
sicher, wie genau ich den Winkel messen kann, wenn ich es mechanisch 
kippe :/

Autor: HF-Werkler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Joggel E. schrieb:
> Das gezeigte Teil ist eine tolle Sache, wenn zB ein scannendes
> Automobilradar bauen moechte. Bedeutet dann auch pro Kanal einen
> Verstaerker, Zirkulator, Receiver als Heruntermischer, Digitalisierer...
> plus die passende Rechenleistung damit auch etwas anzufangen.
Ich denke nicht, es mündert alles an einem Port, und geht in nur einen 
Radar-Schaltungsteil

Autor: HF-Werkler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Als Elevationswinkel (Erhebungswinkel) ist der Winkel gegenüber dem 
Horizont gemeint. 0° wäre dann der Horizont und 90° der Zenit, -90° der 
Nadir

https://de.wikipedia.org/wiki/Vertikalwinkel

Am einfachsten misst du das, indem die Hornantenne gegenüber dem 
Drehmast nach unten verschoben und auf den Prüfling zu gekippt wird.

Wenn du die Messantenne belässt, und nur den Prüfling kippst, dann misst 
du einen Kreis der bei nach einer Vierteldrehung die Ebene schneidet.

Autor: HF-Werkler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
P.S.: Welcher Messabstand (Patch zu Messantenne) wurde gewählt/ist 
möglich?

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
HF-Werkler schrieb:
> P.S.: Welcher Messabstand (Patch zu Messantenne) wurde gewählt/ist
> möglich?

ca. ein halber Meter

Autor: Sven B. (scummos)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anna schrieb:
> HF-Werkler schrieb:
>> P.S.: Welcher Messabstand (Patch zu Messantenne) wurde gewählt/ist
>> möglich?
>
> ca. ein halber Meter

Und bei wieviel Gigahertz läuft das Ganze?

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sven B. schrieb:
> Anna schrieb:
>> HF-Werkler schrieb:
>>> P.S.: Welcher Messabstand (Patch zu Messantenne) wurde gewählt/ist
>>> möglich?
>>
>> ca. ein halber Meter
>
> Und bei wieviel Gigahertz läuft das Ganze?

Designfrequenz liegt bei 9.4 GHz

Autor: HF-Werkler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok, ein halber Meter sollte noch ok sein, wenn das jeweilige Patch-Array 
(inkl. der ev. vorhandenen metallenen Elemente) < 10cm hat. Man sollte 
den Einzelstrahlern genug Weglänge geben, damit sie sauber überlagern 
können. 5-10 x Antennendimension ist schon sinnvoll, etwas mehr schadet 
nicht (wenn man die Reflexionen im Griff hat).

@Sven B.
Das Evalkit arbeitet zwischen 8 und 16GHz, ich vermute es wird um ca. 
10GHz (3cm) genutzt.

Autor: HF-Werkler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn die Empfangsantenne in der Position verändert wird, achte bitte 
darauf dass der Messabstand immer gleich bleibt (wegen der 
Entfernungsbahängigen "Freifelddämpfung") oder messe den Abstand jeweils 
genau und korrigiere dies über die Freifeldformel.

Autor: Anna (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
HF-Werkler schrieb:
> Als Elevationswinkel (Erhebungswinkel) ist der Winkel gegenüber
> dem
> Horizont gemeint. 0° wäre dann der Horizont und 90° der Zenit, -90° der
> Nadir
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Vertikalwinkel
>
> Am einfachsten misst du das, indem die Hornantenne gegenüber dem
> Drehmast nach unten verschoben und auf den Prüfling zu gekippt wird.
>
> Wenn du die Messantenne belässt, und nur den Prüfling kippst, dann misst
> du einen Kreis der bei nach einer Vierteldrehung die Ebene schneidet.

dann werde ich versuchen, den Eleveationswinkel so zu untersuchen :)
Vielen Dank!

Autor: ~Mercedes~ (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Interessant, 9,4 Ghz ist Wetterradar!

@Anna, was macht ihr denn da, kannst
Du ein bissel erklären?

mfg

Beitrag #5990957 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Nenn uns doch bitte mal dein Facebook-Profil

Autor: npn (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:
> Nenn uns doch bitte mal dein Facebook-Profil

Woher weißt du, daß sie eins hat?

Autor: Norbert G. (schnobbi)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
~Mercedes~ schrieb:
> Interessant, 9,4 Ghz ist Wetterradar!
>
> @Anna, was macht ihr denn da, kannst
> Du ein bissel erklären?
>

Ich hebe auch gerade eine Augenbraue! Unsere Geräte arbeiten dort auch😄 
73, Norbert

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.