デバイスのPCBアンテナを適切にテストするにはどうすればよいですか？

PCBアンテナで作成したZ-Waveデバイスのテスト中です。アンテナの範囲が良好であり、生成される信号強度が十分に強く、フィールドの同様のデバイスに匹敵することを確認したいと思います。

デバイスを適切に範囲テストするにはどうすればよいですか？

スペクトルアナライザーを使用して、次のことを確認できます。

• アンテナは正しい周波数（範囲）で放射しています。
• 出力電力は、予想される（理論的に計算された）出力電力です（または十分に近い）。

上位バージョンのスペクトルアナライザー（ビットエラーレートアナライザーを含む）を使用すると、アンテナだけでなくエンコードも正しいことを確認できます。

そこにおいて、システムアンテナとその有効性を特徴付けるには2つの主要なアプローチがある、free spaceとin-situ。1つ目は、最良のベースラインを提供し、測定ノイズの影響を受けにくく（特に大きな無響室にアクセスできる場合）、おそらくアンテナのバリエーションを選択するのに最適です。In-situ測定値はそれほど明確ではありませんが、考えられる動作シナリオについて具体的に説明し、ばかげた間違い（最終的なデバイスに導電性のケースワークがあることを忘れるなど）を排除できます。

どちらのアプローチでも、送信と受信のペアが必要です。どちらかまたは両方が実際のデバイスになる可能性があり、伝播は可換です。代表的な電源を使用し、実際のテストデバイスで自律的に動作するように注意してください。電源ケーブルまたはシリアルケーブルを接続すると、これらはアンテナシステムの一部になります。

スペクトルアナライザの代替として適しているのは、Software Defined Radioです。特定のUSB-DVBTVドングルは、非常に低コストで使用できます。このシナリオでは、信号の忠実度について心配する必要はありません。単純な信号強度で十分です。

理想的には、修正されていないエラー率が有用なメトリックではないので、十分に近いことです。独立して、信号強度、未修正エラーレート、およびシステムパフォーマンスがどの操作点を目指しているかを理解するためにどのように関連するかを理解する必要があります。

自由空間測定の場合、理想的には何十メートルもの間、電力線と反射構造のないオープンフィールドにいることになります。DUTを木製のスタンドに置き、5〜10メートルの距離（少なくともいくつかの波長）から観察します。すべての方向に回転させて測定します。比較デバイスで繰り返し、気になる他のバリエーションで繰り返します。対象の周波数の指向性アンテナは通常、テスト範囲の一方の端で使用されます。これにより、テスト場所（およびこの端近くの存在）に起因する変動が除去されます。

現場測定の場合、できる限り多くの現実的な展開を試行することが重要です。理想的には、デバイスごとに実行し、信号品質をデバイスに記録します。見つけることができる最悪のシナリオを探してください-エンドユーザーはさらに悪いシナリオを見つける可能性があります。

疑わしい場合は、EMCテスト施設に相談してください。彼らはしばしば、例えば、いくつかのスポット測定であなたのアプローチを検証することで相談することができます。カスタムアンテナを使用すると、おそらく後でサービスが必要になります。

アンテナを少なくとも適切にテストするには、次のアイテムが必要です

• 既知のパターンを持つソースアンテナとRF信号発生器などの送信機は、既知の信号を作成します
• 受信システムを備えたテストアンテナは、受信RF信号を測定および監視します。この場合、z-waveデバイスは受信システムとして使用できます。
• テスト対象アンテナ（AUT）は、角度の関数としてテストする必要があります。ソースシステムに対してAUTを回転させるには、位置決めシステムを使用する必要があります。

以下は、上記を説明するための簡単な図です。

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上記の設定は、AUTの送信機と受信機の両方のテストに役立ちます。

アプリケーションに適した次の範囲のセットを選択する必要があります。最も一般的なものは

高架範囲（空きスペース）

空きスペースのテストは、屋外テストと屋内テストにさらに分けられることがあります。屋内テストでは、無響室が非常にうまく機能します。

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コンパクトな範囲

コンパクトレンジテストの実行を検討することをお勧めします。放物面反射器から最も単純なものは、必要な測定を行うのに適した平面波を作成するために使用されます。以下に詳細な例を示します。

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機器と可能なテストのセットアップを決定した後、アンテナの基本を評価する必要があります。以下は考慮すべきリストです

• 放射パターン（ゲインと効率）
• インピーダンス（V oltage S tanding W AVE R atio）
• 帯域幅
• 偏光

参照：

• アンテナ測定の概要
• アンテナ範囲の設計と評価
• アンテナ測定
• アンテナ選択ガイド
• 5GHz帯域での動的周波数選択（DFS）の実装のテスト手順