PNT là gì? Nó khác với GNSS như thế nào?

PNT là viết tắt của định vị (Positioning), điều hướng (Navigation) và thời gian thực (Timing), và là thuật ngữ dùng để mô tả bất kỳ công nghệ, dịch vụ hoặc hệ thống nào được thiết kế để hỗ trợ khả năng định vị, điều hướng và theo thời gian thực trong phạm vi đầy đủ các ứng dụng liên quan.

Do đó, GNSS là một ví dụ kinh điển của dịch vụ PNT. Tuy nhiên, GNSS hay GPS không phải là dịch vụ duy nhất hỗ trợ định vị, điều hướng và theo thời gian thực chính xác. Trong nhiều hệ thống PNT ngày nay, máy thu tín hiệu GNSS chỉ là một trong một loạt các cảm biến và dịch vụ cùng nhau cho phép định vị rõ ràng, chính xác, mạnh mẽ và linh hoạt theo yêu cầu của các thiết bị như phương tiện tự hành.

Tích hợp thiết bị mô phỏng định vị GNSS của Spirent với phần mềm LabVIEW của NI

Trong môi trường R&D và thử nghiệm đồng mô phỏng, việc tích hợp thiết bị và khả năng tương tác của các hệ thống liên quan là rất quan trọng. Để hỗ trợ cả hai yếu tố, thiết bị mô phỏng định vị GNSS của Spirent cung cấp API mở, giàu tính năng cho phép người dùng định cấu hình và điều khiển trình mô phỏng từ xa từ máy tính bên ngoài. API như SimREMOTE cho phép Spirent cung cấp cho khách hàng các giải pháp giao diện mở với các nhà cung cấp môi trường thử nghiệm thành công khác, chẳng hạn như NI, cho phép người dùng tích hợp liền mạch các nền tảng để thử nghiệm khí động học.

Sự hợp tác này giữa NI và Spirent quy tụ hai tên tuổi hàng đầu thế giới trong lĩnh vực xác thực và thử nghiệm các hệ thống phức tạp. PNT cung cấp nền tảng cho mọi chuyển động – sự am hiểu chung về định vị, điều hướng và thời gian thực là rất quan trọng đối với hoạt động lái tự động và truyền thông tin trên phương tiện tự hành.

SimREMOTE API dành cho phần mềm kỹ thuật hệ thống LabVIEW là gì?

SimREMOTE API của Spirent dành cho LabVIEW là một tập hợp các chức năng cho phép điều khiển các thiết bị mô phỏng định vị GNSS của Spirent từ môi trường ngôn ngữ lập trình LabVIEW của NI. Người dùng có thể tạo các ứng dụng điều khiển của riêng mình được hỗ trợ thông qua bảng điều khiển thân thiện với người sử dụng.

Để đạt được điều này, kết nối ethernet với thiết bị mô phỏng định vị GNSS của Spirent được thiết lập từ LabVIEW và các lệnh điều khiển được gửi qua giao diện SimREMOTE. Các khả năng cũng bao gồm cấu hình và kiểm soát thời gian thực các kịch bản PNT cũng như phân phối quỹ đạo dựa trên dữ liệu chuyển động của phương tiện từ xa. SimREMOTE API của Spirent cho LabVIEW sẽ liên tục được phát triển và các khả năng được mở rộng để giúp người dùng luôn dẫn đầu trong thử nghiệm PNT.

SimREMOTE API dành cho LabVIEW có thể làm được gì trong một thiết lập thông thường?

Người dùng chỉ cần kết nối máy chủ LabVIEW và bộ mô phỏng tín hiệu GNSS của Spirent với cùng một mạng cục bộ và thông số kỹ thuật của IP bộ mô phỏng GNSS để thiết lập một cách dễ dàng. Sau khi kết nối được thiết lập, người dùng có thể thực hiện các công việc sau:

• Tải và lưu các kịch bản trong thiết bị mô phỏng tín hiệu GNSS
• Chạy và dừng mô phỏng
• Chuyển động của phương tiện theo thời gian thực cho các ứng dụng HIL
• Kiểm soát mức công suất của tín hiệu GNSS được mô phỏng trong khi kịch bản đang chạy
• Cấu hình và thiết lập các thuộc tính và tín hiệu ăng-ten
• Tải các tập tin niên giám cho các chòm sao khác nhau trong một kịch bản
• Tải các tập tin chuyển động của người dùng hoặc lệnh của người dùng, chứa các lệnh điều khiển và chuyển động của phương tiện có timestamp tương ứng
• Yêu cầu thông tin về phương tiện và tín hiệu từ bộ mô phỏng GNSS

Để hỗ trợ các giai đoạn ban đầu, quá trình thiết lập bao gồm một số ví dụ nhằm trợ giúp và hướng dẫn các nhà phát triển cũng như người thử nghiệm. Những ví dụ này bao gồm điều khiển cơ bản đối với bộ mô phỏng tín hiệu GNSS của Spirent, sửa đổi kịch bản, kiểm soát mức công suất của tất cả các phương tiện vệ tinh trong tầm nhìn và đưa ra quỹ đạo của phương tiện từ xa trong thời gian thực.

Giải pháp này hỗ trợ các thông báo TCP/IP và UDP và có thể dễ dàng mở rộng sang các giao thức khác. Hơn nữa, việc triển khai phần mềm tham chiếu giúp giảm thiểu sự trùng lặp dữ liệu trong mạng cục bộ, cung cấp khả năng xử lý lỗi tham chiếu an toàn và tạo các tham chiếu loại trừ lẫn nhau.

SimREMOTE cho phép tích hợp liền mạch

SimREMOTE API của Spirent tích hợp cho LabVIEW thể hiện sự thành công nối tiếp của sự gắn kết và hợp tác liên tục giữa NI và Spirent trong việc cung cấp các giải pháp kiểm tra thực tế, chính xác và đáng tin cậy theo nhu cầu của thị trường và tạo điều kiện phát triển cho thế hệ công nghệ tiếp theo trong tương lai.

* Nội dung bài viết được tham khảo từ bài viết gốc của hãng Spirent.

Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:

Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội          

Web: https://mitas.vn  | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn

Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.

Chia sẻ

Chia sẻ

Giới thiệu về SAR và ISAR

Radar khẩu độ tổng hợp (SAR) sử dụng sóng vô tuyến để chiếu xạ khu vực mục tiêu để nhận, ghi lại và xử lý tín hiệu phản xạ. Kết quả được xử lý thêm để có được hình ảnh 2D của khu vực mục tiêu.

Độ phân giải phạm vi phụ thuộc vào băng thông của tín hiệu trong khi độ phân giải dải chéo (phương vị) phụ thuộc vào chiều dài của ăng-ten radar. Khẩu độ tổng hợp có nghĩa là ăng-ten tổng hợp được tạo ra trong thời gian quan sát mục tiêu, làm giảm kích thước vật lý của ăng-ten radar. Thông thường, một chiếc máy bay, vệ tinh hoặc máy bay không người lái mang ăng-ten radar như vậy. SAR nghịch đảo (ISAR) dựa vào sóng phản xạ từ các vật thể chuyển động. Cả hai công nghệ SAR và ISAR đều có thể tạo ra hình ảnh của các mục tiêu trong hầu hết các điều kiện thời tiết (ví dụ: sương mù, mưa, mây và tuyết) vào ban ngày và ban đêm.

Các radar SAR và ISAR cổ điển là các radar chủ động, có nghĩa là chúng được trang bị các máy phát để chiếu xạ mục tiêu. Hình ảnh sử dụng công nghệ radar thụ động là một xu hướng mới trong định vị vô tuyến. Các radar thụ động không truyền năng lượng của chính chúng. Nó dựa vào các nguồn năng lượng hiện có để chiếu xạ các mục tiêu tiềm năng. Radar thụ động có thể sử dụng các máy phát có sẵn trên môi trường như đài FM, đài phát thanh kỹ thuật số, truyền hình (phát sóng âm thanh kỹ thuật số hoặc phát sóng video kỹ thuật số trên mặt đất), GSM, WiFi hoặc các radar khác làm nguồn chiếu xạ. Do không sử dụng máy phát riêng, các radar thụ động được gọi là “hoạt động im lặng”.

Nền tảng phần cứng

Chúng tôi đã sử dụng nền tảng NI USRP với hệ số nhân tần số bên ngoài để thiết kế một hệ thống SAR hoạt động. Chúng tôi có thể đạt băng thông gần 1 GHz — 40 MHz được tạo ra bởi USRP sau đó nhân với 24. Ngoài ra, radar của chúng tôi hoạt động trong băng tần khoảng 5,5 GHz, có nghĩa là chúng tôi có thể sử dụng ăng-ten (WiFi) có sẵn trên thị trường. Vì chúng tôi không thể truyền ở tốc độ 5.5 GHz với USRP được sử dụng, chúng tôi đã trộn tín hiệu lên đến băng tần 5.5 GHz bằng cách sử dụng các linh kiện điện tử từ một nhà cung cấp khác. Trình diễn radar SAR chủ động được đề xuất sử dụng phần cứng NI USRP là radar sóng liên tục điều biến tần số (FMCW). Các nguyên tắc FMCW ở phía máy thu trộn tín hiệu truyền và nhận dẫn đến tín hiệu nhịp, tạo ra tần số tương ứng với phạm vi mục tiêu. Đối tượng càng ở xa, tần số vi sai càng cao (và do đó, tần số hỗn hợp càng cao). Chúng ta có thể thực hiện biến đổi Fourier trên tín hiệu hỗn hợp này để xác định khoảng cách đến đối tượng.

Khi chúng ta gắn radar trên một phương tiện như máy bay không người lái, kích thước và trọng lượng là điều quan trọng hàng đầu. Chúng tôi đã loại bỏ tất cả khung gầm khỏi hệ thống và chỉ giữ lại các thiết bị điện tử, điều này giúp chúng tôi giảm tổng trọng lượng hệ thống xuống dưới 5 kg và giữ mức tiêu thụ điện năng ở mức khoảng 70 W. Để chụp ảnh SAR / ISAR thụ động, chúng tôi đã sử dụng radar với HDD-8264 để lưu trữ dữ liệu và PXIe-5663E để nhận tín hiệu. NI HDD-8264 là ổ cứng RAID có thể lưu trữ một lượng lớn dữ liệu được truyền liên tục. Vì nó sử dụng kiến trúc RAID, nó có thể duy trì phát trực tuyến thông lượng cao. Đặc biệt, HDD-8264 cho phép phát trực tuyến liên tục 600 MB / s, trong khi các giải pháp mới hơn như HDD-8266 (phiên bản SSD) có thể đạt 3,6 GB / s. Chúng tôi đã thực hiện tất cả các xử lý tín hiệu cho hình ảnh SAR / ISAR thụ động ngoại tuyến.

Ngoài ra, phần cứng chúng tôi sử dụng đã thực hiện các hoạt động đa tĩnh có thể. Trong những trường hợp như vậy, chúng tôi đã đồng bộ hóa chính xác các thiết bị PXI ghi bằng cách sử dụng các mô-đun GPS PXI-6682 chuyên dụng và các mô-đun đồng bộ hóa và thời gian PXIe-6674T. Chúng tôi đã sử dụng phần cứng này để chúng tôi có thể ghi lại các tín hiệu RF quan tâm một cách trung thực từ bất kỳ nơi nào được bao phủ bởi tín hiệu GPS trên hành tinh. Chúng tôi đã sử dụng LabVIEW để viết phần mềm ghi và phát lại. Ngoài ra, chúng tôi đã viết lại phần mềm ghi và phát lại của mình để chúng tôi có thể sử dụng nó cho bất kỳ ứng dụng nào, không chỉ các ứng dụng radar.

Xử lý tín hiệu số

Một trong những phần thách thức nhất của việc phát triển bất kỳ hệ thống radar nào là xử lý tín hiệu kỹ thuật số. Trong các ứng dụng của mình, chúng tôi đã sử dụng xử lý SAR theo thời gian thực cho hệ thống radar FMCW chủ động và xử lý ngoại tuyến cho hình ảnh SAR / ISAR thụ động được triển khai với phần mềm MATLAB® của The MathWorks, Inc.

Kết quả và các bước tiếp theo

Sử dụng thiết bị COTS làm giảm đáng kể nỗ lực của chúng tôi để thiết kế các hệ thống radar phức tạp. Chúng ta có thể tập trung nhiều hơn vào DSP thay vì thiết kế I / O RF nhiều lần.

Về nhu cầu phần cứng cho các ứng dụng trong tương lai, băng thông của tín hiệu được tạo ra càng cao thì độ phân giải càng cao. Do đó, chúng tôi hiện đang có kế hoạch thử nghiệm với hệ thống thu-phát mới của NI cho phép thu-phát tín hiện với băng thông lên đến 2GHz. Ngoài ra, chúng tôi dự định chuyển sang các dải cao hơn như băng tần X. Rõ ràng, đối với các ứng dụng kiểu UAV, chúng ta luôn cần các giải pháp tiết kiệm năng lượng hơn và kích thước nhỏ hơn.

Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:

Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội          

Web: https://mitas.vn  | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn

Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.

Chia sẻ

Chia sẻ

Hiện nay, ăng-ten xuất hiện ở hầu như khắp mọi nơi, từ các ứng dụng thương mại như điện thoại thông minh đến các ứng dụng trong quốc phòng như ăng-ten mảng pha cho hệ thống radar máy bay hoặc dựa trên vệ tinh để cung cấp các hệ thống liên lạc tích hợp trên mặt đất.

Bài viết dưới đây mô tả thiết kế và mô phỏng ăng-ten với ANSYS HFSS, công cụ mô phỏng điện từ 3D (EM) hàng đầu trong ngành cho các linh kiện điện tử tốc độ cao và tần số cao. Với những thách thức kỹ thuật bổ sung này cùng với thời gian đưa ra thị trường ngày càng thu hẹp, mô phỏng với HFSS là điều bắt buộc phải có trong quá trình thiết kế và tích hợp ăng-ten.

Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:

Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội          

Web: https://mitas.vn  | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn

Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.

Chia sẻ

Chia sẻ

Hiện nay, MITAS đang trong quá trình triển khai và hoàn thiện dự án “Đầu tư hệ thống đo kiểm phục vụ mục đích thiết kế chế tạo ăng-ten” cho khách hàng trong lĩnh vực công nghệ cao tại Việt Nam với sự tham gia phối hợp của nhiều hãng đối tác hàng đầu trên thế giới. Dự án được phôi thai hình thành và trải qua một thời gian dài trong việc lựa chọn giải pháp công nghệ và đối tác triển khai, và sau đó được các kỹ sư của MITAS và các chuyên gia tư vấn hàng đầu trên thế giới liên triển khai với thời gian dự kiến sẽ hoàn thiện và đưa vào vận hành vào cuối năm 2023.

Dự án đầu tư có giá trị lên đến 146 tỷ đồng này là hệ thống buồng đo ăng-ten tiên tiến và hiện đại nhất trên thế giới dựa trên phương pháp quét phẳng trường gần (sử dụng cho các anten có khả năng bức xạ lớn, hệ số khuếch đại tín hiệu lớn, búp sóng nhỏ), đồng thời lại có khả năng đo kiểm ăng-ten theo phương pháp quét trụ và quét cầu (dành cho anten có độ bức xạ thấp, búp sóng lớn, hệ số khuếch đại hay độ lợi nhỏ) ngoài ra hệ thống có thể là một giải pháp đo anten trường xa trong các trường hợp cho phép. Hệ thống buồng đo này có thể đo kiểm ăng-ten có kích thước lớn, các hệ thống anten mạng pha kích thước và trọng lượng lớn. Ngoài ra, hệ thống được trang bị các phần cứng đặc thù với mục đích hỗ trợ đo kiểm các giàn ăng-ten mảng pha cũng như hệ ăng-ten điều khiển búp sóng số không giới hạn số phần tử.

Nhằm bảo đảm tốt nhất về chất lượng của dự án, cùng phối hợp với MITAS để thực hiện dự án này chính là hai hãng hàng đầu thế giới về hệ thống thiết bị đo kiểm viễn thông – đó là Siepel (Pháp) và NSI-MI (Mỹ). Trong dự án này, hệ thống buồng không dội (hay còn gọi là buồng câm) sóng điện từ được cung cấp và lắp đặt bởi hãng Siepel – nhà sản xuất và phân phối của hầu hết mọi hệ thống buồng không dội, vật liệu hấp thụ cao cấp trên thị trường quốc tế, đáp ứng mọi yêu cầu thiết kế tiêu chuẩn hay tùy chỉnh của những khách hàng khó tính nhất. Bên cạnh đó, chịu trách nhiệm về việc cung cấp và lắp đặt hệ thống đo kiểm ăng-ten trong buồng chính là hãng NSI-MI – đơn vị dẫn đầu thế giới về cung cấp các giải pháp đo lường cao tần, sản phẩm và hệ thống tiêu chuẩn chất lượng cao nhất, phù hợp với mọi thiết kế tùy chỉnh và nhu cầu đo kiểm. Ngoài ra, để đánh giá chất lượng của hệ thống, dự án còn có sự phối hợp của đối tác chuyên đo kiểm đánh giá chất lượng buồng đo là Shielding Integrity Services (Mỹ) với đội ngũ chuyên gia có nhiều năm kinh nghiệm làm việc với quy trình kiểm định độc lập, nghiêm ngặt và được công nhận trên toàn cầu.

Lớp ngoài của buồng đo có tính chất giống như lớp vỏ của tàu ngầm, các mối nối đều được các kỹ sư thi công và đơn vị giám sát thi công cũng như đơn vị đánh giá chất lượng giám sát một cách chặt chẽ để đảm bảo tín hiệu từ bên ngoài không truyền vào bên trong và tín hiệu từ bên trong cũng không truyền ra ngoài được (độ tổn hao tín hiệu đảm bảo đến hàng chục nghìn lần, ở đây chúng tôi không nói cụ thể mức dB vì đảm bảo bí mật thông tin của hệ thống). Điểm yếu của lớp này là các mối nối giữa các tấm vách được siết bởi thiết bị và quy trình đặc biệt đảm bảo hàng triệu ốc vít được siết đảm bảo đủ lực và đủ liên kết không cho tín hiệu dò qua, nếu mối nối không đảm bảo các kỹ sư sẽ tháo ra và lắp lại theo đúng quy trình. Một đặc điểm quan trọng là các cánh cửa, ở đây cửa được gia công bằng công nghệ và phát minh đặc biệt để đảm bảo sau mỗi lần đóng và mở cửa tín hiệu cũng không được truyền qua các bản lề hay khe cửa và vạch. Việc xử lý các mối liên kết để đảm bảo tín hiệu không được truyền qua là một bí kíp và kinh nghiệm triển khai, thi công của các kỹ sư.

Đối với MITAS, dự án này có ý nghĩa đặc biệt với công ty khi được đồng hành cùng khách hàng trên con đường làm chủ công nghệ trong nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sản phẩm công nghệ cao và phát triển trở thành công ty công nghệ hiện đại có thương hiệu trên thị trường quốc tế, tự tin bước đồng nhịp cùng các tập đoàn lớn mạnh trên thế giới. Không những vậy, dự án khi hoàn thành sẽ nâng cao vị thế và uy tín của MITAS trong lĩnh vực cung cấp giải pháp viễn thông cho khách hàng, chứng minh được rằng MITAS hoàn toàn đủ tự tin, năng lực và kinh nghiệm để thực hiện những dự án lớn, góp phần vào sự phát triển và thành công của khách hàng.

Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:

Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội          

Web: https://mitas.vn  | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn

Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.

Chia sẻ

Chia sẻ

Mảng quét điện tử (ESA) ở nhiều dạng khác nhau, là nền tảng của các hệ thống RF hiện đại trong các ứng dụng radar và truyền thông. Cho dù đối với radar hay vệ tinh, phát triển ESA là một quá trình gồm nhiều bước. Những cải tiến kỹ thuật trong lĩnh vực này tạo ra những thách thức đáng kể và để vượt qua những thách thức này, ta cần có giải pháp kiểm tra nhanh, đồng thời có thể mở rộng để xử lý và xác thực mọi tình huống trong suốt vòng đời sản phẩm.

Do đó, hãng NI (National Instruments) đã cung cấp Kiến trúc tham chiếu đặc tính mảng được quét điện tử (ESA) để mô tả đặc tính cho các kỹ sư kiểm tra thực hiện RF xung đo lường và kiểm tra các thành phần, mô đun và cụm phụ khác nhau tạo nên ESA hiện đại với nhiều lợi thế khi ứng dụng.

Tìm hiểu thêm chi tiết về giải pháp tại đây:

Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:

Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội          

Web: https://mitas.vn  | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn

Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.

Chia sẻ

Chia sẻ

1. Giới thiệu chung

Đo kiểm anten là nhu cầu rất phổ biến trong ngành viễn thông nói chung và cao tần nói riêng. Đo và kiểm tra anten là một trong những công việc cơ bản trong lý thuyết anten. Lý thuyết anten không thể được hoàn thiện nếu việc đo kiểm anten cần kiểm tra (AUT) không thể được đạt như mong muốn. Về cơ bản, khi thực hiện công việc này, chúng ta mong muốn đo kiểm các thông số cơ bản của anten theo lý thuyết như độ lợi, hiệu suất, trở kháng hoặc VSWR, băng thông, phân cực của anten. Công nghệ mới kết hợp với các phần mềm xử lý dữ liệu còn có thể vẽ được giản đồ hướng của anten.

2. Lý thuyết truyền sóng anten

Vùng không gian truyền sóng của anten được chia làm 3 khu vực: trường cực gần (reactive), trường gần (near-field) và trường xa (far-field).

Vùng không gian có khoảng cách lớn hơn bức xạ 2D²/λ được gọi là vùng trường xa, trong đó D là độ dài lớn nhất của anten. Tại vùng này, hình dạng búp sóng không thay đổi theo khoảng cách, hay nói cách khác, giản đồ bức xạ đo được là xác định.

Vùng không gian giới hạn từ λ tới 2D²/ λ, được gọi là vùng trường gần. Giản đồ bức xạ của anten trong vùng không gian này có sự thay đổi theo khoảng cách, đặc biệt là hình dạng các búp sóng. Tuy nhiên, bằng các phép biến đổi toán học từ trường gần sang trường xa, chúng ta có thể xác định được giản đồ bức xạ tương đương như vùng trường xa.

Vùng không gian giới hạn từ mặt phản xạ của anten tới khoảng cách λ (tức là 1 lần bước sóng) được gọi là vùng trường cực gần. Trong vùng không gian này, bức xạ của anten có tác động ngược trở lại chính anten. Chính vì thế, tín hiệu ở khu vực này bị nhiễu động rất nhiều, không ổn định, có nhiều hình dạng búp sóng khác nhau thay đổi theo khoảng cách. Nói cách khác, cực kì khó để có thể xác định được giản đồ bức xạ của anten trong trường hợp này.

Ví dụ, với 1 anten đường kính 1m hoạt động tại 10 GHz (λ = 3cm), vùng trường gần sẽ kéo dài tới khoảng 2/.03 = 66m.

Do đặc tính thay đổi sóng tín hiệu theo vùng và khoảng cách của anten, nên phương pháp đo kiểm anten cũng được chia thành các cách khác nhau. Trên thực tế, anten là phần tử được sử dụng chính cho các liên lạc, truyền thông ở khoảng cách xa, khi mà truyền dẫn hữu tuyến khó đáp ứng được yêu cầu. Vì thế, nên việc đo kiểm anten ở khu vực vùng không gian trường xa là công việc cần làm và sát thực nhất. Tuy nhiên, để thiết lập hệ thống đo kiểm và đánh giá anten ở vùng không gian này là điều không dễ. Phương pháp đo kiểm anten được chia thành 2 loại: đo kiểm trường gần và đo kiểm trường xa. Với phương pháp đo trường gần, khoảng cách đo khá nhỏ nên thông thường, hệ thống có thể được lắp đặt chuyên dụng trong nhà, còn được gọi là Buồng đo, phòng câm. Đo kiểm ở vùng trường xa thường có khoảng cách rất lớn, đặc biệt là các anten có kích thước lớn, tần số cao như anten của các đài radar, anten của máy bay, các anten trong hệ thống thu – phát cao tần…

3. Các yêu cầu và thông số chung

3.1. Các thiết bị cần thiết để đo kiểm anten

Khi sử dụng sóng phẳng để kiểm tra anten cần đo (AUT), ta có thể coi như sử dụng 1 anten nguồn (phát) với các đặc tính và đồ thị bức xạ đã biết, tác động tới anten theo cách các trường ngẫu nhiên. Các thiết bị cần thiết bao gồm:

• Anten phát và máy phát tín hiệu: anten này có bức xạ đã biết sử dụng để phát cho AUT.
• Hệ thống thu: phần này xác định xem mức công suất mà AUT thu được là bao nhiêu.
• Một hệ thống định vị: Hệ thống này để xoay AUT, được kết hợp với anten phát (nguồn), đưa ra đồ thị bức xạ dựa trên hàm của góc quay.

Anten nguồn phải đảm bảo hoạt động tốt ở tần số cần đo kiểm. Anten này phải được phân cực xác định trước và có băng thông phù hợp với dải đo anten AUT. Anten nguồn thường là anten horn, anten lưỡng cực với mặt phản xạ parabol.

Máy phát đảm bảo tạo ra công suất ổn định theo tính toán. Tần số đầu ra cũng phải chính xác và khả chỉnh (có khả năng lựa chọn, thay đổi dải tần) và có độ ổn định hợp lý (độ trôi tần số thấp).

Máy thu sẽ chịu trách nhiệm thu và xác định mức công suất của tín hiệu thu được từ AUT. Máy thu này có thể được bổ sung các bộ khuếch đại tạp âm thấp để đo được các mức công suất thấp và mở rộng dải đo của hệ thống.

Hệ thống định vị để điều khiển và kiểm soát hướng của AUT. Bản chất của phương pháp này là tính toán đồ thị bức xạ của AUT dựa trên kết quả thu được từ 1 hàm của giá trị góc quay (ví dụ như các tọa độ cầu). Hệ thống sẽ quay AUT theo các hướng và góc khác nhau để anten phát (nguồn) có thể phát sóng trực tiếp từ nhiều hướng. Thông thường, AUT sẽ được quay quét đủ 360 độ theo hình cầu.

3.2. Không gian đo

Sau khi có thiết bị đo, điều cần thiết là ta cần thiết lập không gian thực hiện bài đo kiểm anten. Theo lý thuyết, người ta có thể triển khai hệ thống đo với các thiết bị như trên ở bất cứ đâu. Tuy nhiên trên thực tế, điều này cần được lựa chọn và tính toán chi tiết, do bài đo anten cần một không gian không bị ảnh hưởng bởi bất kể tín hiệu hoặc nhiễu nào đó trong suốt quá trình thực hiện bài đo. Về mặt lý tưởng, ta cần thực hiện bài đo này ở một không gian mà không có bất cứ sự phản xạ hay phát xạ tín hiệu không mong muốn nào trong suốt quá trình thực hiện bài đo. Tuy nhiên, điều này hiện nay là bất khả thi. Chính vì thế, giải pháp hiện nay được lựa chọn đó là xây dựng một không gian kín, chắn mọi loại sóng điện từ từ những nguồn phát xạ không mong muốn, và có khả năng khử các phản xạ điện từ trong khu vực thực hiện bài đo. Ta gọi đó là Buồng Câm hay Phòng chắn sóng điện từ.

Dễ dàng nhận thấy, phương pháp này rất phù hợp với phương pháp đo anten trường gần, do diện tích buồng đo chỉ có thể xây dựng theo giới hạn nào đó, không thể nào mở rộng quá lớn, sẽ gặp phải vấn đề về xây dựng và chi phí. Các buồng đo trường xa cũng được triển khai nhưng không phổ biến bằng trường gần.

* Buồng Câm (Phòng chắn sóng điện từ)

AUT và anten thu đặt cách nhau trong phạm vi trường gần, AUT được đặt trên gá có thể xoay theo các trục AZ/EL (azimuth/elevation). Anten thu cũng có khả năng chuyển động trên mặt phẳng theo trục X, Y và Z. Chuyển động tương đối giữa anten thu và AUT tạo thành các phương pháp quét khác nhau: quét phẳng, quét trụ và quét cầu.

Sử dụng buồng đo khi nào?

Khi nhu cầu đo kiểm và đánh giá chính xác anten là cần thiết. Việc xây dựng buồng đo đòi hỏi không gian, thiết bị vật tư và đầu tư về ngân sách phù hợp khi anten cần đo có kích thước nhỏ, phương pháp đo kiểm sử dụng là đo trường gần. Buồng đo cũng tiện lợi hơn cho người vận hành, theo dõi quá trình đo kiểm, không chịu nhiều ảnh hưởng bởi thời tiết.

• Quét phẳng:

Bố trí đo trường gần thực hiện quét phẳng được mô tả trên hình bước lấy mẫu ∆x = ∆y = λ/2. AUT được đặt cố định. Ở chế độ phát, đầu dò được di chuyển quét lấy mẫu từng bước ∆x, ∆y, lên – xuống/sang ngang, trên 1 mặt phẳng (x,y) song song với mặt phẳng khẩu độ AUT, cách khẩu độ AUT từ 3λ tới 10λ.

Dữ liệu trường thu sẽ được đầu dò thu nhận, được ghi lại rồi sử dụng phép biến đổi (transform) và bù đầu dò (probe compensation) để có mẫu phát xạ trường xa của AUT. Đây là kiểu đo đơn giản nhất cả về thiết bị định vị (positioner) lẫn phần mềm xử lý (processing software). Sai số chủ yếu gặp phải trong phép đo planar là do mặt quét không vô hạn, dẫn đến các sai số trong cấu trúc búp phụ và hạn chế về góc phương vị (trunctrion error).

Phương pháp này thường sử dụng để đo các anten định hướng, có G > 15 dBi, góc phương vị đo được lớn nhất khoảng < ±70 độ. Tùy theo kích thước phòng đo, có thể đo được các anten mảng hoặc anten phản xạ.

• Quét trụ:

AUT quay quanh trục z theo từng bước ∆φ còn đầu dò di chuyển lên-xuống song song trục z theo từng bước ∆z, tạo nên hành trình quét tương đương một mặt trụ bao kín AUT. Khoảng cách giữa giá đầu dò và AUT được chọn để tránh tương hỗ giữa AUT và đầu dò. Độ dài của mặt trụ quyết định sai số cắt ngắn (truncation error). Các tham số cần quan tâm ở phương pháp này là ∆z = λ/2, ∆φ = λ/2 R; với R là bán kính của mặt trụ.

Phương pháp này phù hợp để đo các anten có búp sóng rộng (góc phương vị) với khẩu độ trong khoảng dưới 1,5m.

• Quét cầu:

Có 2 phương pháp quét cầu:

AUT quay quanh trục z với bước ∆φ, đầu dò quay theo một quỹ đạo tròn quanh AUT theo từng bước ∆θ, đầu dò đứng yên tại một điểm trên trục z của AUT.

AUT quay đồng thời quanh trục z và trục θ theo từng bước ∆φ và ∆θ. Quỹ đạo quét của đầu dò tương đương như trên một mặt cầu bán kính R. Độ phân giải góc quét là ∆φ = ∆θ = λ/2 R rad.

** Ưu điểm của giải pháp

• Dải đo lớn, thiết lập hệ thống nhanh, không tốn nhiều nhân công và thời gian.
• Chi phí hợp lý, thực hiện đo kiểm đơn giản.
• Dễ theo dõi, không bị ảnh hưởng bởi thời tiết.

** Nhược điểm của giải pháp

• Yêu cầu xây dựng hoặc lựa chọn 1 phòng đủ diện tích để làm phòng câm.
• Thời gian thực hiện phép đo khá lâu tuy nhiên hãng có các giải pháp xử lý dữ liệu cũng đã tối ưu việc xử lý, giảm thời gian thực hiện phép đo.

*** Một số giải pháp thực tế cho đo kiểm anten 5G

5G Compact Range Measurement System

Hệ thống CATR cho đo kiểm 5G anten loại nhỏ

Kích thước trong (L x H x W): 3.13 x 1.65 x 1.1 m
Mặt phản xạ: 0.76 x 0.76 m
Vùng câm: 0.5 x 0.5 m
Dải tần: 2.4-41 GHz
Hệ số chắn sóng: >20 dB

Lý tưởng cho:

• Trạm BTS
• Thiết bị IoT
• Anten cho điện thoại di động
• Anten cho Laptop

Spherical Near-field Measurement System

Một hệ thống lý tưởng để đo ăng-ten mức tăng trung bình và thấp có đường kính lên tới 2,0 m (79 in) và rất phù hợp để kiểm tra ăng-ten trạm gốc di động.

Kích thước (L x H x W): Tùy chọn x 2.9 x 2.7 m
Vùng quét: Full Spherical; Phi/Theta – 360°
Tải trọng anten tối đa: 136 kg at 23 cm CG offset
Kích thước anten tối đa: 3.0 m
Độ phân giải: 0.01° Phi and Theta
Độ tái lặp vị trí: 0.03° RMS
Tốc độ quay: 20°/s Phi, 30°/s Theta

Lý tưởng cho: Ăng-ten trạm gốc di động

Spherical Near-field Measurement System

Giải pháp lý tưởng để cung cấp đặc tính 3D hoàn chỉnh của bất kỳ ăng-ten hoặc thiết bị không dây nào.

Kích thước (L x H x W): 3.7 x 4.1 x 3.7 m
Vùng quét: 360° Phi and 330° in Theta°
Tải trọng anten tối đa: 136 kg
Kích thước anten tối đa: 1.5 m
Độ phân giải: 0.01° Phi and Theta
Độ tái lặp vị trí: 0.03° RMS
Tốc độ quay: 40°/s Phi, 10°/s Theta

Lý tưởng cho:

• Thiết bị IoT
• Anten điện thoại di động
• Anten Laptop

* Bãi đo ngoài trời

Khi thực hiện phương án đo ngoài trời, anten AUT được lắp trên bộ định vị kiểm tra được đặt trên đỉnh tháp (hoặc mái nhà, bệ đỡ ngoài phòng điều khiển thiết bị hệ thống). Phía cuối tuyến thu (bộ dao động nội) thường được đặt ở phía dưới bộ định vị, với bộ trộn được nối trực tiếp với cổng của AUT. Hệ thống này chỉ yêu cầu một đường dẫn cao tần duy nhất tới bộ định vị, làm đơn giản hóa thiết lập và hoạt động của hệ thống. Hệ thống có thể lắp thêm các màn chắn bao bọc ngoài trời để bảo vệ bộ dao động nội khỏi thời tiết và nhiệt độ khắc nghiệt. Các anten nhiều cổng có thể thực hiện đo đồng thời bằng cách sử dụng bộ ghép kênh được lắp đặt trước máy trộn. Các vị trí máy thu, phát đều được điều khiển và kiểm soát thông qua giao diện phía thu.

Anten phát (nguồn) được đặt đối diện với tháp thu, đảm bảo phía thu thu được tín hiệu. Nguồn tín hiệu được đặt gần anten phát để giảm suy hao tín hiệu. Liên lạc điều khiển giữa 2 phía phát và thu được thực hiện bởi dây cáp quang hoặc Ethernet.

Xây dựng bãi đo ngoài trời khi nào?

Bãi đo ngoài trời yêu cầu quá trình triển khai phức tạp và lâu dài hơn. Đương nhiên, hiệu quả của phép đo cũng được cải thiện rất nhiều, đặc biệt là tính thực tiễn của bài đo, do hệ thống đo ngoài trời có thể đo được rất nhiều loại anten AUT ở dải đo và kích thước khác nhau, đặc biệt là các anten có kích thước lớn như các dàn anten radar, anten mảng pha… Ngoài ra, bãi đo ngoài trời cũng đem lại kết quả thực tế hơn do chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường trong quá trình đo kiểm.

Các thông số đặc trưng:

• Dải tần: toàn dải tần được hỗ trợ bởi thiết bị cao tần
• Hệ thống điều khiển: động cơ bước hoặc động cơ servo
• Trọng tải anten tối đa: linh động, tùy thuộc yêu cầu
• Độ phân giải vị trí: 0.01°
• Tốc độ quay: 40°/s
• Hệ thống đo: máy trạm điều khiển đo với màn hình điều khiển LCD
• Dây cáp motor: Quick-connect; 40′ (12.2m)
• Cáp cao tần: ~6.1m; DC-18 GHz; kết nối SMA hoặc N

Phương án triển khai:

Anten tham chiếu (anten nguồn) và Anten AUT cùng bố trí trên các tháp cao, đảm bảo được các yêu cầu về khoảng cách và độ cao như sau:

+ Cự ly giữa các anten tham chiếu và AUT: r > 2D²/λ;

+ Chiều cao các tháp h_AUT = h_AS > 4D (với D là kích thước chiều đứng của AUT) nhằm bảo đảm giảm thiểu phản xạ.

+ Kích thước d của anten tham chiếu: d < 0,37 λR/D

Nhằm đảm bảo độ côn biên độ tại bề mặt AUT và nhiễu phản xạ do môi trường, yêu cầu điểm không (null) đầu tiên phải thấp hơn so với chân đế của anten. Trường hợp muốn giảm phản xạ hơn nữa có thể sử dụng rào chắn (range fences).

** Ưu điểm của giải pháp

• Dải đo rộng, có thể đo được rất nhiều loại anten.
• Thực hiện đo nhanh, kết quả đo rất sát thực.
• Tính chuyên nghiệp cao, độ tin cậy của kết quả lớn.

** Nhược điểm của giải pháp

• Chi phí lớn, thời gian thực hiện khá lâu để đảm bảo chất lượng kĩ thuật, công trình.
• Chịu ảnh hưởng vật lý bởi thời tiết, khí hậu, tuy nhiên hãng cũng có giải pháp bảo vệ cho công trình.

4. Danh mục thiết bị đầu tư

Quý Khách hàng vui lòng liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin chi tiết về giải pháp.

Công ty chúng tôi luôn luôn mong muốn được trở thành đối tác tin cậy và là nhà cung cấp thiết bị, giải pháp hàng đầu cho sự thành thành công của Quý Khách hàng. Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:

Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội

Địa chỉ: Tầng 5, tòa nhà C’Land, Số 81 Lê Đức Thọ, Nam Từ Liêm, Hà Nội          

Web: https://mitas.vn  | ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn

Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.

Chia sẻ

Chia sẻ