यह प्रोटोकॉल एक सटीक उपकरण के रूप में उपयोग करने से पहले वेक्टर नेटवर्क एनालाइजर को कैलिब्रेट करने के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं का वर्णन करता है, जिसका उद्देश्य रेडियो फ्रीक्वेंसी प्रचार माप परीक्षण प्रणाली के घटकों को मापना है।
रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) स्पेक्ट्रम गतिविधि के सीटू माप में रेडियो फ्रीक्वेंसी वेव प्रचार के भौतिकी में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं और मौजूदा और नए स्पेक्ट्रम प्रचार मॉडलों को मान्य करते हैं। ये दोनों पैरामीटर हस्तक्षेप मुक्त स्पेक्ट्रम साझाकरण का समर्थन और संरक्षण करने के लिए आवश्यक हैं, क्योंकि स्पेक्ट्रम का उपयोग लगातार बढ़ता जा रहा है । यह महत्वपूर्ण है कि इस तरह के प्रचार माप सटीक, प्रजनन, और कलाकृतियों और पूर्वाग्रह से मुक्त कर रहे हैं । इन मापों में उपयोग किए जाने वाले घटकों के लाभ और नुकसान की विशेषता उनकी सटीकता के लिए महत्वपूर्ण है। एक वेक्टर नेटवर्क एनालाइजर (वीएनए) उपकरणों का एक अच्छी तरह से स्थापित, अत्यधिक सटीक और बहुमुखी टुकड़ा है जो उचित रूप से कैलिब्रेट किए जाने पर परिमाण और संकेतों के चरण दोनों को मापता है। यह लेख वीएनए को अंशांकित करने के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं का विवरण देता है। एक बार कैलिब्रेट होने के बाद, इसका उपयोग सही रूप से कॉन्फ़िगर किए गए प्रचार माप (या चैनल लग) प्रणाली के घटकों को सही ढंग से मापने के लिए किया जा सकता है या इसका उपयोग माप प्रणाली के रूप में ही किया जा सकता है।
दूरसंचार विज्ञान संस्थान (आईटीएस) राष्ट्रीय दूरसंचार और सूचना प्रशासन (एनटीआईए), अमेरिकी वाणिज्य विभाग की एक एजेंसी की अनुसंधान प्रयोगशाला है । इसके 1950 के दशक के बाद से रेडियो प्रचार माप में सक्रिय किया गया है । स्पेक्ट्रम साझा, संघीय और वाणिज्यिक स्पेक्ट्रम उपयोगकर्ताओं के लिए नए प्रतिमान, की आवश्यकता है कि दो अलग सिस्टम एक ही समय में एक ही रेडियो आवृत्ति स्पेक्ट्रम का हिस्सा है । स्पेक्ट्रम साझा परिदृश्यों में वृद्धि के रूप में, तो सटीक और प्रजनन रेडियो प्रचार माप है कि रेडियो पर्यावरण है, जो कई सेवाओं का हिस्सा होना चाहिए की एक बेहतर समझ प्रदान करने की जरूरत है । वर्णित प्रक्रिया का लक्ष्य यह सुनिश्चित करना है कि ऐसी प्रणाली का गठन करने वाले किसी भी घटक को सही कॉन्फ़िगर वीएनए द्वारा अच्छी तरह से चित्रित किया जाता है।
जबकि स्पेक्ट्रम की मांग बढ़ जाती है, यह हमेशा के लिए तेजी से मुक्त स्पेक्ट्रम है कि वर्तमान में वाणिज्यिक प्रयोजनों के लिए संघीय एजेंसियों द्वारा प्रयोग किया जाता है संभव नहीं है । उदाहरण के लिए, उन्नत वायरलेस सर्विसेज (एडब्ल्यूएस) -3 बैंड (1755-1780 मेगाहर्ट्ज) में, सैन्य सेवाओं और वाणिज्यिक वायरलेस वाहकों के बीच स्पेक्ट्रम साझा करने की व्यवस्था विकसित की जा रहीहै। ये व्यवस्थाएं वाणिज्यिक वायरलेस वाहकों को बैंड से बाहर सैन्य सेवाओं के संक्रमण को पूरा करने से पहले एडब्ल्यूएस-3 बैंड में प्रवेश करने की अनुमति देती हैं।
रक्षा स्पेक्ट्रम संगठन (डीएसओ) एडब्ल्यूएस-3 संक्रमण के प्रबंधन के साथ काम सौंपा गया है । संक्रमण का एक प्रमुख हिस्सा बैंड का हिस्सा है कि सैंय और वाणिज्यिक वायरलेस सिस्टम के बीच आरएफ हस्तक्षेप के लिए क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए नए प्रचार मॉडल विकसित करना शामिल है । डीएसओ ने नए मॉडल बनाने के लिए चैनल लग मापन की एक श्रृंखला करने के साथ ITS और अन्य लोगों को काम सौंपा है जो पर्यावरण में पत्ते और मानव निर्मित संरचनाओं के प्रभाव की बेहतर गणना करते हैं (सामूहिक रूप से अव्यवस्था के रूप में जाना जाता है)। बेहतर प्रचार मॉडलिंग है कि अव्यवस्था पर विचार सैंय प्रणालियों के आसपास के क्षेत्र में वाणिज्यिक ट्रांसमीटर ों पर कम प्रतिबंध के लिए नेतृत्व करेंगे ।
आरएफ स्पेक्ट्रम गतिविधि के सीटू माप में आरएफ तरंग प्रचार के भौतिकी में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं और मौजूदा और नए रेडियो प्रचार मॉडलों को मान्य करते हैं। ये दोनों घटक हस्तक्षेप मुक्त स्पेक्ट्रम साझा करण का समर्थन और संरक्षण करने के लिए आवश्यक हैं । चैनल लग तकनीक, जिसमें एक ज्ञात परीक्षण संकेत एक विशिष्ट स्थान से या तो एक मोबाइल या स्थिर रिसीवर को प्रेषित किया जाता है, डेटा प्रदान करते हैं जो विभिन्न वातावरणों में रेडियो चैनल विशेषताओं का अनुमान लगाता है। डेटा का उपयोग उन मॉडलों को विकसित करने और बेहतर बनाने के लिए किया जाता है जो प्रचार-प्रसार घाटे या संकेत के क्षीण होने की अधिक सटीक भविष्यवाणी करते हैं। ये नुकसान इमारतों और अन्य बाधाओं (यानी, शहरी घाटियों में पेड़ या इलाके) द्वारा अवरुद्ध और प्रतिबिंब के कारण हो सकता है। ये बाधाएं कई, थोड़ा संस्करण, प्रचार पथ का उत्पादन करती हैं जिसके परिणामस्वरूप प्रसारण और एंटीना प्राप्त करने के बीच संकेत हानि या क्षीणन होती है।
इसकी माप तकनीक सटीक, दोहराने योग्य और निष्पक्ष परिणाम पैदा करती है। डीएसओ ने अपने संस्थागत ज्ञान को व्यापक तकनीकी समुदाय के साथ साझा करने के लिए आईटीएस को प्रोत्साहित किया है । इस ज्ञान में आरएफ प्रचार डेटा को बेहतर ढंग से मापने और संसाधित करने का तरीका शामिल है। हाल ही में प्रकाशित एनटीआईए तकनीकी ज्ञापन टीएम-19-5352,,3,,4,,5 रेडियो प्रचार माप नप प्रणालियों की तैयारी और सत्यापन के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं का एक सेट बताता है। इन सर्वोत्तम प्रथाओं के हिस्से के रूप में, एक वीएनए का उपयोग घटक घाटे या माप प्रणाली के लाभ को सही ढंग से मापने के लिए किया जाता है। लाभ और नुकसान तो दो एंटेना के बीच संकेत क्षीणन की गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है।
यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल प्रयोगशाला या क्षेत्र अनुप्रयोगों में परीक्षण करने से पहले एक VNA5 अंशांकित करने के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं को संबोधित करता है । इनमें वार्म-अप समय, आरएफ कनेक्टर प्रकार का चयन, उचित कनेक्शन बनाना और उचित अंशांकन चरणों का प्रदर्शन शामिल है। अंशांकन एक विशिष्ट प्रचार माप परिदृश्य के संदर्भ में डेटा संग्रह से पहले एक नियंत्रित प्रयोगशाला वातावरण में आयोजित किया जाना चाहिए। अतिरिक्त विचार विशिष्ट प्रचार माप वातावरण के लिए प्रासंगिक हो सकते हैं, जो इस प्रोटोकॉल के दायरे से बाहर हैं।
वीएनए का उपयोग अन्य माप प्रणालियों को कोडांतरण करते समय घटकों और उप-विधानसभाओं की डिवाइस विशेषताओं को मापने के लिए किया जाता है। पावर एम्पलीफायर, रिसीवर, फिल्टर, कम शोर एम्पलीफायर, मिक्सर, केबल, और एंटेना सभी घटक हैं जिन्हें वीएनए द्वारा चिह्नित किया जा सकता है। किसी प्रणाली के परीक्षण और/या अंशांकन से पहले, प्रणाली के सभी आवश्यक घटकों की एक सूची तैयार की जाती है, और सभी प्रणाली घटकों को इकट्ठा किया जाता है । एक प्रणाली के प्रत्येक घटक को वीएनए केबल के बीच डालकर अलग से मापा जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि सभी घटक निर्माता के विनिर्देशों के भीतर काम कर रहे हैं। एक बार घटकों की जांच की गई है, प्रणाली को इकट्ठा किया जाता है, और पूरे सिस्टम में नुकसान मापा जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि घटकों के बीच प्रतिबिंब और प्रसारण ठीक से विशेषता है।
एक वीएनए मापदंडों (एस-पैरामीटर) को तितर-बितर करने का उपाय करता है, जो परिमाण और चरण दोनों के साथ जटिल मूल्यवान मात्रा में होते हैं। एक एस-पैरामीटर या तो 1 का एक अनुपातित माप है) घटना संकेत (प्रतिबिंब माप) या 2) घटना संकेत (संचरण माप) के लिए प्रेषित संकेत के लिए एक अनुपातित माप है । दो पोर्ट डिवाइस के लिए, चार एस-पैरामीटर (एस11,एस21,एस12और एस22)को मापा जा सकता है। पहला सबस्क्रिप्ट उस बंदरगाह को संदर्भित करता है जहां सिग्नल प्राप्त होता है, और दूसरा बंदरगाह को संदर्भित करता है जहां सिग्नल प्रसारित होता है। इस प्रकार, एस11 का मतलब है प्रेषित संकेत बंदरगाह 1 पर उत्पन्न हुआ और बंदरगाह 1 पर प्राप्त हुआ था । इसके अतिरिक्त, एस21 का मतलब है कि प्रेषित संकेत बंदरगाह 1 पर फिर से उत्पन्न हुआ है, लेकिन बंदरगाह 2 पर प्राप्त होता है । एस11 पोर्ट 1 पर घटना थी कि मूल संकेत के संदर्भ में बंदरगाह 1 पर परीक्षण (DUT) के तहत डिवाइस द्वारा परिलक्षित होता है कि संकेत की मात्रा उपाय । एस21 सिग्नल की मात्रा है कि DUT के माध्यम से प्रेषित किया जाता है उपाय और बंदरगाह 1 पर घटना संकेत के संदर्भ में बंदरगाह 2 पर आता है । एस11 पोर्ट 1 पर DUT के प्रतिबिंब गुणांक का एक उपाय है, और एस21 पोर्ट 1 से बंदरगाह 2 के लिए DUT के पारेषण गुणांक का एक उपाय है ।
वीएनए के अंशांकन के लिए घटकों से व्यवस्थित त्रुटियों को दूर करने की आवश्यकता होती है (और सहित) माप संदर्भ विमान, जो आम तौर पर वीएनए माप केबल के अंत में होता है। एक अंशांकन “सही” ज्ञात मानकों (खुला, शॉर्ट्स, भार, के माध्यम से/लाइन) को मापने और यह मूल्य है कि VNA उपायों की तुलना करके प्रणाली त्रुटियों को हटा । त्रुटि सुधार की एक श्रृंखला के माध्यम से, DUT के लिए एक सही मूल्य प्रदर्शित किया जाता है । वर्तमान में 12 त्रुटि शब्द6,,7 हैं जो अंशांकन के दौरान विशेषता हैं। अधिक जानकारी के लिए, मूल एस-पैरामीटर मापको देखें जो शास्त्रीय माइक्रोवेव सर्किट सिद्धांत9,,10द्वारा समर्थित 6-पोर्ट नेटवर्क एनालाइजर8 पर किए गए थे।
एस-पैरामीटर प्रतिबिंब माप के सबसे आम प्रकार वापसी हानि, खड़े तरंग अनुपात (SWR), प्रतिबिंब गुणांक, और बाधा मिलान कर रहे हैं । एस-पैरामीटर ट्रांसमिशन मापन के सबसे आम प्रकार प्रविष्टि हानि, पारेषण गुणांक, लाभ/हानि, समूह देरी, चरण या चरण में देरी, और बिजली की देरी कर रहे हैं । वर्णित प्रोटोकॉल में ट्रांसमिशन हानि माप नपरेकों पर जोर दिया जाता है।
वीएनए का उपयोग करके सिस्टम घटकों के लाभ और नुकसान का मापना अच्छी तरह से समझ में आता है। हालांकि, महत्वपूर्ण चरणों को अक्सर छोड़ दिया जाता है, जैसे कनेक्टर्स की सफाई और उचित टोक़ रिंच का उपयोग करना। यह प्रोटोकॉल सभी आवश्यक कदम और स्पष्टीकरण प्रदान करता है क्यों कुछ विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं । यह भी एक भविष्य के लेख के लिए एक प्रस्तावना के रूप में काम करेगा का वर्णन कैसे आरएफ प्रचार माप प्रदर्शन करने के लिए, संकेत क्षीणन की गणना सहित ।
यह VNA के लिए कम से कम 0.5 घंटे के लिए आरटी करने के लिए गर्म करने की अनुमति महत्वपूर्ण है (हालांकि, 1 एच बेहतर है) अंशांकन से पहले प्रदर्शन कर रहे हैं, जो सभी आंतरिक घटकों आरटी में आने के लिए और अधिक स्थिर अंशांकन में परिणाम की अनुमति देता है। एक अंशांकन सटीकता के एक बड़े नुकसान के बिना कई दिनों तक चल सकता है; हालांकि, माप की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए अंशांकन मानक का उपयोग करके अंशांकन की दैनिक जांच की जाती है। सभी सिस्टम घटकों का निरीक्षण आवश्यक है ताकि बुरे कनेक्टर वीएनए की परिशुद्धता को नुकसान न पहुंचाएं। वीएनए के साथ कम नुकसान वाले केबल का उपयोग करना सबसे अच्छा है। अंशांकन की अखंडता को किसी भी सिस्टम घटक या डीओटी के मापसे पहले जांचा जाना चाहिए। यहां प्रदान किए गए विनिर्देशों के बाहर किसी भी माप को दोहराया जाना चाहिए या एक नए अंशांकन की आवश्यकता हो सकती है। अंत में, मापा DUT मूल्यों की जांच करने के लिए निर्माता के विनिर्देशों का उपयोग सत्यापन का एक आवश्यक हिस्सा है।
एक मापने के साधन के रूप में VNA का उपयोग करने की अपनी सीमाएं हैं। यदि DUT या प्रणाली इतना बड़ा नुकसान है कि मापा एस मापदंडों VNA के शोर मंजिल से नीचे गिर जाते हैं, यह VNA के साथ मापा नहीं जा सकता है । यदि बैंडविड्थ को कम करके और स्वीप समय बढ़ाकर शोर मंजिल को कम करना संभव है। यह माप अधिग्रहण समय को धीमा कर देगा; इस प्रकार, इन मापदंडों को समायोजित करते समय एक व्यापार बंद होता है। वीएनए 30 डीबीएम से अधिक इनपुट शक्तियों को संभाल नहीं सकता है, इसलिए एम्पलीफायरों को मापने के दौरान आंतरिक या बाहरी क्षीणता का उपयोग करना आवश्यक है। वीएनए में एक ही उपकरण में स्थित एक स्रोत और रिसीवर है, इसलिए इसका उपयोग रेडियो प्रचार मापन प्रणाली के रूप में किया गया है। क्योंकि स्रोत और रिसीवर VNA में स्थित हैं, प्रसारण बंदरगाह प्राप्त बंदरगाह के लिए कुछ तरीके से शामिल किया जाना चाहिए । आमतौर पर, यह केबल के साथ किया जाता है; हालांकि, केबल नुकसान जोड़ते हैं, जो मापा जा सकता है की गतिशील सीमा को कम करते हैं। इसके अलावा, जुदाई दूरी सीमित हो जाती है।
दूसरी विधि जिसके द्वारा नुकसान मापा जा सकता है एक संकेत जनरेटर और बिजली मीटर का उपयोग है । बिजली मीटर एक स्केलर माप उपकरण है, इसलिए यह केवल सिग्नल की भयावहता को माप सकता है। यह सिग्नल के चरण की निगरानी नहीं कर सकता, जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल का कम सटीक माप होता है। वीएनए एक प्रसिद्ध इनपुट सिग्नल के सापेक्ष मापा गया संकेत के परिमाण और चरण (वास्तविक और काल्पनिक घटकों) दोनों को मापता है, जो एक उच्च गुणवत्ता माप है।
वीएनए कई प्रकार के मापों के लिए एक बहुमुखी विकल्प हैं। इस उपकरण का उपयोग18बंदरगाहों के प्रसारण और प्राप्त करने पर एंटेना का उपयोग करके विकिरणित रेडियो संकेतों को मापने के लिए किया जा सकता है । समय डोमेन विश्लेषण का उपयोग समय के साथ संकेतों की निगरानी करने और यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि केबल में ब्रेक कहां होता है। यह एक झाडू के दौरान कई आवृत्तियों को माप सकता है, जिसका उपयोग कई आवृत्तियों पर क्षीणता के नुकसान को समझने के लिए किया जा सकता है या तो आयोजित19 या विकिरणित वातावरण20में। वीएनए की विभिन्न पैरामीटर सेटिंग्स को समझना अच्छी तरह से विशेषता DUTs/सिस्टम में परिणाम है, और DUT/प्रणाली के साथ प्राप्त माप एक उच्च डिग्री विश्वास के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है ।
The authors have nothing to disclose.
हम इस काम के वित्तपोषण के लिए रक्षा स्पेक्ट्रम कार्यालय (डीएसओ) का शुक्रिया अदा करते हैं ।
12 inch-pound torque wrench | Maury Microwave | TW-12 | |
8 inch-pound torque wrench | Keysight Technologies | 8710-1764 | |
Attenuators | Mini-Circuits | BW-N10W50+ | |
Cable 1 | Micro-Coax | UFB311A – 36 feet | |
Calibration Standard Set (1) (manual) | Keysight Technologies | Economy Type-N Calibration kit, 85054 D | |
Calibration Standard Set (2) (E-cal) | Agilent Technologies | Electronic Calibration Kit, N4693-60001, 10 MHz to 50 GHz | |
Cleaning Swab | Chemtronics | Flextips Mini | |
Compressed Air | Techspray | Need ultra filtered | |
Filter 1 | K&L Microwave, Inc. | 8FV50-1802-T95-O/O | |
Isopropyl Alcohol | Any brand | ||
VNA | Keysight Technologies | There are many options available for a researcher – please consult the website |