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WiFi 2.4GHZ的数字驻波表 [复制链接]

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离线ceeliu
 
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1637
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2008-11-20
自设计了u/v段的数字驻波表以后,一直想再做频率高点儿的,就开始了实验,从分析wifi信号开始,断断续续有一年半的时间了,频率高了,结构真的很重要,原理做了三次本质上的修改,pcb做了六版,还好有uv表的基础,只废了一批机壳,后来吸取教训在uv表结构上实验了,现在终于有了结果,不过成品率不高,搞了10个,有6个还算达到设计目标,指标一般,也没有很好的仪器校准,对于动辄几千上万美元的设备的指标还是有不小的距离的,但对于赤手空拳来讲可好多了,调天线有了量化的指标,设备,连接器,电缆,天线等都有了可以比较优劣的工具.闲话少说,讲点具体的:
1、最大功率:33dbm(峰值)
2、使用频率:2.3~2.5ghz(wifi)
3、定向性:20db
4、驻波范围:1.00~19.9
5、功率范围:0.0dbm~33dbm
6、有效数字位:2 1/2位
7、显示功率:+0.00~+33dbm
8、信标间隔:10~500ms
9、功耗:aaa*3(7#),<10ma
10、接头类型:n-kf

已升级为5011,详见16#楼.

零售价格:500元/台,包中通快递。
售后服务:一个月内包退、包换,一年免费保修(lcd不在免费内),邮费需买家负担。


使用说明:
一、主要功能
1、最大功率:33dbm(峰值)
2、使用频率:2.3~2.5ghz(wifi)
3、定向性:20db
4、驻波范围:1.00~19.9
5、功率范围:0.0dbm~33dbm
6、有效数字位:2 1/2位
7、显示功率:+0.00~+33dbm
8、信标间隔:10~500ms
9、功耗:aaa*3(7#),<10ma
10、接头类型:n-kf
二、测量原理
根据wifi使用2.4ghz频段,时分数字调制,本数字驻波表设计工作频带为2.3ghz~2.5ghz,采用微带定向耦合器,中心工作频率2.4ghz,配合微波检波器,取得对应于正反向微波脉冲功率峰值的电压信号,经脉冲整形调理,选取合理的采样时机,送入a/d转换,变成数字量,在经过数字滤波,非线性补偿及适当算法得出峰值功率和驻波大小,送给lcd显示。
三、操作方法
1、对于便携应用,本仪器使用的是电池供电。卸下后盖的四个m3螺丝,打开后可以看到电池盒,按电池盒所标极性装入aaa(7#)碱性电池三节,盖好后盖,装上螺丝并旋紧。
2、本仪器标有“in”的一端连接发射设备,如:ap,标有“out”的一端连接被测负载,如:天线。
3、按一下仪器正面的红色按钮,电源即可打开,lcd屏首先显示段测试,即电亮全部该显示的段“+1.8.8p”,2秒后进入正常测试。
4、测量显示的缺省方式是以2秒为间隔,轮换显示驻波和功率,按一下红色钮,则停止轮换,连续显示当前状态,再按一下红色钮,则继续轮换显示,
5、红色按钮具有多个功能,按下并保持1s,可以打开或关闭lcd背光,按下保持的时间超过2s则,抬起后关闭电源。本仪器的全部功能均由这个红色按钮完成,因此,大家将我所设计的这一系列驻波表称做“大红点儿”。
6、电压驻波比简称驻波,是无量纲的比值,显示形式为“1.45Γ”即当前驻波比为1.45,功率显示的是有信号时的峰值功率单位是分贝毫瓦dbm,显示形式为“+17.5p”即表示当前功率为+17.5dbm。
四、注意事项
1、由于检波器的动态不够大(约40db),因此测量驻波时,功率大些为好,不要小于17dbm(50mw)。
2、对于微波的测量,影响的因素很多,例如:仪表使用器件的离散性,连接器的质量,连接器接驳的松紧,转接线的长短等都有明显的影响,测量中应该注意客观的分析测量结果。
3、wifi是时分复用的,ap设置中的信标间隔,即时分的间隔,测量时应该选择适合的间隔,太长的间隔,会使能够采样到的信号时间间隔变长,造成测量数据稳定的时间变长,测量的时间也要延长,这个间隔以80ms~200ms为好。
4、本仪器测量的峰值功率最大为33dbm即2w,如实际使用放大器输出功率,超出这个范围,建议在放大器和驻波表之间接入适当的衰减器,测量到的功率分贝值加上衰减器的分贝值就是放大器的输出功率。
5、对于wifi放大器的使用应该慎重一些,有些廉价的或二手的放大器,输出指标难以保证,线性差,表现为放大后的信号中谐波分量大,然而实际使用时,由于天线的作用,这些谐波辐射出去的并不多,但用这样的信号测量天线驻波将会有很大的误差,因此建议直接用ap的信号测量和调试天线。

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离线ceeliu
发帖
1637
只看该作者 1楼 发表于: 2008-11-21
使用说明电子文档。
附件: 2.4GHZ数字驻波表使用说明.pdf (0 K) 下载次数:166
离线BG6QBY
发帖
12183
只看该作者 2楼 发表于: 2008-11-21
高,很漂亮,很强大。
离线weed
发帖
8726
只看该作者 3楼 发表于: 2008-11-21
支持一下!
离线BG6JJI
发帖
4942
只看该作者 4楼 发表于: 2008-11-21
不愧是专业的
离线段国锋
发帖
829
只看该作者 5楼 发表于: 2008-11-21
我这里有4个比较专业的耦合器,我把它们的结构发在了diy栏里了。楼主可以参考一下。如果需要的话可以让给楼主一个。
离线ceeliu
发帖
1637
只看该作者 6楼 发表于: 2008-11-21
[quote=段国锋]我这里有4个比较专业的耦合器,我把它们的结构发在了diy栏里了。楼主可以参考一下。如果需要的话可以让给楼主一个。[/quote]
哈哈!想到一块儿了,"空气线"加工图已经画好了,准备用在射频大功率检测上,如10kw,20kw的功率检测,就等条件具备了,一有加工厂愿意给做,二有定单要货.经济危机了,前者估计容易办到了,后者要悬.发个图示意一下,不知业余爱好有否需要.
离线ceeliu
发帖
1637
只看该作者 7楼 发表于: 2008-11-21
'
不愧是专业的
'
过讲了,业余的.
心中的目标"在业余的条件下,diy接近专业的性能".
用diy的东东,养diy的爱好,请ld参与交流,使ld也有成就感,diy的乐趣就进入良性循环啦!
离线ceeliu
发帖
1637
只看该作者 8楼 发表于: 2008-11-26
谢谢在淘宝上的买家支持!
离线yqw511
发帖
691
只看该作者 9楼 发表于: 2008-12-02
价格比预期的高 等有米了买个
离线BD7JAC
发帖
38698
只看该作者 10楼 发表于: 2008-12-13
'
价格比预期的高 等有米了买个
'
同感 。
离线bg2sv
发帖
1419
只看该作者 11楼 发表于: 2008-12-13
2.4g,记号。
离线老汉
发帖
4857
只看该作者 12楼 发表于: 2008-12-25
太好了!真想再买一台,可惜没钱了。

我用10dbm,300米,信号好得不得了!路由器的天线是二点一五dbi的,从单位接出来。一个人用
离线BG1KGM
发帖
351
只看该作者 13楼 发表于: 2008-12-31
今天拿到2.4g 的驻波表,立刻使用了一下。
2.4g vswr 主要用于wifi 的在线情况下的天馈测试,由于没有专业的2.4g 信号源,所以只有使用ap.一般ap <20dbm ,这也是国内的标准, 美国标准到23dbm。功率很弱,而且信号不连续,这是普通驻波表难以直接使用ap 做激励的原因。

我用的是ruckus 2825 (ap) 功率可调,步进-3db .最大23dbm;最小1/16
天线两种,4dbi 的吊顶 和13dbi。
不管是否接了天线,是要是接了馈线,驻波比就在5以下了,可见高频在馈线衰减和接口处的辐射能力不错。
驻波比还是比较直观的,数值显示比较稳定,有这个就很好。

之前ceeliu 也说了,功率指数没标准,需要校。
但是同样是缺省配置的情况下,频道1 的功率是11dbm 频道6 是16, 到了频道11 就是19 dbm 了。这是耦合器的对不同频率的感应度不同造成的么?

也不知不同的调制模式,是否会影响指标。
离线ceeliu
发帖
1637
只看该作者 14楼 发表于: 2009-01-01
'
今天拿到2.4g 的驻波表,立刻使用了一下。
2.4g vswr 主要用于wifi 的在线情况下的天馈测试,由于没有专业的2.4g 信号源,所以只有使用ap.一般ap <20dbm ,这也是国内的标准, 美国标准到23dbm。功率很弱,而且信号不连续,这是普通驻波表难以直接使用ap 做激励的原因。
我用的是ruckus 2825 (ap) 功率可调,步进-3db .最大23dbm;最小1/16
天线两种,4dbi 的吊顶 和13dbi。
不管是否接了天线,是要是接了馈线,驻波比就在5以下了,可见高频在馈线衰减和接口处的辐射能力不错。
驻波比还是比较直观的,数值显示比较稳定,有这个就很好。
之前ceeliu 也说了,功率指数没标准,需要校。
但是同样是缺省配置的情况下,频道1 的功率是11dbm 频道6 是16, 到了频道11 就是19 dbm 了。这是耦合器的对不同频率的感应度不同造成的么?
也不知不同的调制模式,是否会影响指标。
'

微带耦合器本身就是窄带的,在不同的频率下有起伏也是正常的,同样道理,ap的输出功率也会随不同频率有起伏的,我曾经看过放大器内部的结构,其输出功率检测部分同样用的是微带耦合,忽略基材的差异,耦合器与我的几乎是相同形状.因此造成起伏的原因还需要更多实验分析,我没有昂贵的设备,用的是多种实验和途径测试相同目标,然后靠脑袋分析,找出合理的结果,有时间把你的ruckus 2825 (ap) 整一个过来,我也测测,我还有一个测量功率的方法,是宽带的,对频率不是很敏感,但精度要低些,不过8db的差别绝对看的出来.
对于测量驻波,耦合器的对称性和定向性是主要的,而对于测量功率的绝对值大小是不敏感的,
也就是说只要测量功率的正反向相对准确,定向性有保证,驻波的结果与功率绝对值准确与否无关,这不仅是wifi这样,其他频率的驻波测量也是一样的道理.
wifi 2.4ghz的功率值的标准问题,到目前我还没有看到有谁明确说明了其给出的功率数值是什么功率,wifi是含有时分的数字调制,是不能用通常使用的功率概念来描述的,我测量的是峰值功率,而且是在每个信标周期内采样,连续信标间隔滑动平均的结果,有兴的话可以看看以下连接的文章,里面有些数字调制下功率的定义http://www.hellocq.net/forum/attachment.php?attachmentid=305051 .
离线ceeliu
发帖
1637
只看该作者 15楼 发表于: 2009-06-29

wifi 2.4g已更新为5011,改进了耦合器的性能,修改了测量算法,现在测试的功率是突发平均功率,和瞬时突发最大功率,除可以用于测量ap功率和天线驻波外,也可以用在网卡上测量其瞬时突发最大功率.

数据显示有三个页面:

_i.驻波比简称驻波swr,是无量纲的比值,显示形式为“1.45Γ”即当前驻波比为1.45。“1._._Γ”表示驻波大于19.9或无信号。

_ii突发平均功率,“+17.5p”表示的有信号发射期间的平均功率,单位是分贝毫瓦dbm,即+17.5dbm。“+1._._p”表示功率过大溢出。“-1._._p”表示功率太小仪表捕捉不到信号(<0dbm即1mw)。

_iii.瞬时峰值功率, “+28┛” 表示的是有信号发射期间发射功率达到的最大值,单位是分贝毫瓦dbm,即+28dbm。“+1._._ ┛”表示功率过大溢出。“-1._._ ┛”表示功率太小仪表捕捉不到信号(<0dbm即1mw)。


wifi/2.4g数字驻波表使用说明
( 5011型 )
一、      主要技术参数
1、      最大功率:33dbm
2、      使用频率:2.3~2.5ghz(wifi)
3、      定向性:20db
4、      插损:<1.5db
5、      驻波范围:1.00~19.9
6、      功率范围:0.0dbm~33dbm
7、      显示功率:+0.00~+33dbm
8、      功耗:aaa*3(7#),<10ma
9、      接头类型:n-kf(famale)

二、      测量原理
根据wifi使用2.4ghz频段,突发数字调制,本数字驻波表设计工作频带为2.3ghz~2.5ghz,采用微带定向耦合器,中心工作频率2.4ghz,配合微波检波器及突发信号的捕捉,取得对应于正反向微波脉冲信号,经脉冲整形调理,选取合理的采样时机,送入a/d转换,变成数字量,在经过数字滤波,非线性补偿及适当算法得出功率和驻波大小,送给lcd显示。

三、      操作方法
1、      对于便携应用,本仪器使用的是电池供电。卸下后盖的四个m3螺丝,打开后可以看到电池盒,按电池盒所标极性装入aaa(7#)碱性电池三节,盖好后盖,装上螺丝并旋紧。
2、      本仪器标有“tx”的一端连接发射设备,如:ap。标有“ant”的一端连接被测负载,如:天线。
3、      按一下仪器正面的红色按钮,电源即可打开。首先lcd段测试,显示“+1.8.8p”和背光,2秒后进入正常测试。
4、      测量显示的缺省方式是以2秒为间隔,轮换显示驻波和功率,按一下红色钮,则停止轮换,连续显示当前状态,再按一下红色钮,则继续轮换显示,
5、      红色按钮具有多个功能,按下并保持>0.5秒,可以打开或关闭lcd背光,按下保持的时间超过2秒则,抬起后关闭电源。本仪器的全部功能均由这个红色按钮完成,因此,大家将我所设计的这一系列驻波表称做“大红点儿”。
6、      数据显示有三个页面:
i.驻波比简称驻波swr,是无量纲的比值,显示形式为“1.45Γ”即当前驻波比为1.45。“1._._Γ”表示驻波大于19.9或无信号。
ii突发平均功率,“+17.5p”表示的有信号发射期间的平均功率,单位是分贝毫瓦dbm,即+17.5dbm。“+1._._p”表示功率过大溢出。“-1._._p”表示功率太小仪表捕捉不到信号(<0dbm即1mw)。
iii.瞬时峰值功率, “+28┛” 表示的是有信号发射期间发射功率达到的最大值,单位是分贝毫瓦dbm,即+28dbm。“+1._._ ┛”表示功率过大溢出。“-1._._ ┛”表示功率太小仪表捕捉不到信号(<0dbm即1mw)。

四、      注意事项
1、      由于检波器的动态不够大(约40db),因此测量驻波时,功率大些为好,不要小于17dbm(50mw)。
2、      对于微波的测量,影响的因素很多,例如:仪表使用器件的离散性,连接器的质量,连接器接驳的松紧,转接线的长短等都有明显的影响,测量中应该注意客观的分析测量结果。
3、      wifi是数字调制,发射信号是突发的。ap工作时,以信标间隔时间为周期,发射信标,测量时应该选择适合的间隔,太长的间隔,会使能够采样到的信号时间间隔变长,造成测量数据稳定的时间变长,测量的时间也要延长,这个间隔以80ms~200ms为好。网卡的发射信号是随机突发的,而且其发射功率还是自动调整的,显示平均功率将时有时无、不停的变动,难以测量比较。这时可以用瞬时峰值功率的方式测量,仪表将跟踪测量期间出现的瞬时最大功率并保持2.5秒的时间,以便观察。
4、      本仪器测量的功率最大为33dbm即2w,如实际使用放大器输出功率,超出这个范围,建议在放大器和驻波表之间接入适当的衰减器,测量到的功率分贝值加上衰减器的分贝值就是放大器的输出功率。
5、      对于wifi放大器的使用应该慎重一些,有些廉价的或二手的放大器,输出指标难以保证,线性差,表现为放大后的信号中谐波分量大,然而实际使用时,由于天线的作用,这些谐波辐射出去的并不多,但用这样的信号测量天线驻波将会有很大的误差,因此建议直接用ap的信号测量和调试天线。

五、   附:浅说驻波(驻波比)
驻波/功率表已成为射频微波领域的必备工具,即使已经有了驻波表,还有许多人对驻波比不太明白,这里简单做个说明,想深入了解还请参考有关技术文献。
打个比方,一束光照到玻璃上,大部分光透了过去,一少部分的光反射回来,无线电波(即电磁波)也是这样,信号源(电台、发射机、ap等)发出的能量以电磁波的形式传到负载(如天线),相当于光照到玻璃上,有一部透过去了,由负载吸收了(或通过天线发射了),有一部分被反射回来,被反射回的功率由负载传向信号源端。如果负载开路或短路,就象是光照到镜子上,将全部被反射回来,在研究波的传播时发现,这时入射波和反射波互相作用的结果,好象波停住不动了,就将此现象称做驻波,实际更多的情况是负载没有全部反射也没有全部吸收入射的功率,于是就引入了驻波比(简称:驻波)的感念,来反应负载与信号源的匹配情况,就是负载(天线)吸收和反射信号的状况,驻波比为1,表示负载可以吸收全部的功率,驻波比为无穷大,表示负载全部反射了电台的功率,总之驻波比越小越好(最小为1,不会小于1),表明有更多的功率由电台传给了负载。
那么天线的驻波比是不是越小越好呢?是的,天线的驻波比越小越好,但不一定是天线就越好,驻波越大则天线一定不好,将更多的功率反射回去了,能发射到空中的功率就更少了。天线的目的就是要将尽可能多的功率发射出去,因此衡量天线好坏的指标不只是驻波比,例如:天线的方向图、增益等,可是测量这些需要的设备和环境、场地等条件很难达到,即使天线生产厂家也没有几个具备测量条件的,标称的增益不过是理论增益罢了。但是测量天线的驻波比还是十分方便的,而且也很有实践意义。

★ 通过测量天线的驻波,可以判断天线架设的是否合适,是否能将发射机的功率更多的吸收,但能不能发射出去是由天线自身决定的,至少可以判断是不是有最多的功率给了天线。

★ 通过测量天馈线系统的驻波。可以判断天线和馈线等是否工作正常,是普通的万用表不能判断的。

★ 通过监测天馈或负载的驻波,可以使发射机工作在安全的范围内,过高的驻波,意味着有很大的功率没有发射出去,而被反射回来,发射机的功放部分将处在烧毁的危险中,应立即停止发射,检修天馈线。

★ 驻波表一般都有测量功率的功能,它实际是同时测量正向通过和反向通过驻波表的功率,然后计算或换算成驻波比的,因此,可以把它串在天馈线之间的任何位置测量该位置的正向功率和反向功率,从而可以检测和计算馈线的损耗。

★ 也可以配合匹配的功率假负载,检测电台的输出功率,调整功放电路的匹配和工作状态。

2009-6
离线BD7IW
发帖
216
只看该作者 16楼 发表于: 2009-06-30
不错!..........................
离线爱我大庆
发帖
425
只看该作者 17楼 发表于: 2009-07-10
很好的东西
离线ceeliu
发帖
1637
只看该作者 18楼 发表于: 2009-07-15
成绩还不错吧!
离线bd8uk
发帖
11687
只看该作者 19楼 发表于: 2010-04-15
不知这个表现在有没有其它改进?