Klassisches Fieldprobing

Klassisches Fieldprobing ist ein Verfahren bei dem die Feldverteilung in der Ruhezone gemessen wird. Aus der Messung kann die Kammerreflektivität berechnet werden, die ein grundlegender Qualitätsparameter ist. Für die Messung der Feldverteilung der IHF CATR, die einen Durchmesser von 1,2 Meter hat, wurde ein Fieldprobing-Setup mit einer maximalen Verschiebung von 1,4 Metern gebaut, dass die gesamte Ruhezone abdeckt. Abb. 1 zeigt auf der linken Seite den Fieldprober (vertikal montiert) auf dem standard Roll-over-Azimut AUT Turm. Auf der rechten Seite ist das Feed-Setup zu sehen.

Abbildung 1: FP Setup
Abbildung 2: Schnitt durch die Ruhezone

Abb. 2 zeigt den Vergleich von Co-Polarisation und Kreuzpolarisation in einem Schnitt durch die Ruhezone. CATR Anlagen mit einen einzigen Reflektor haben im Allgemeinen eine hohe Kreuzpolarisationskomponente an den Rändern der Ruhezone. Abbildungen 3, 4 und 5 zeigen den Amplitude-Taper sowie die Amplituden- und Phasenwelligkeit der Ruhezone bei 10 GHz. Die Amplitudenwelligkeit in der CATR des Instituts ist sehr klein, so dass die genaue Vermessung anspruchsvoll ist.

Es ist üblich, nicht nur die Feldverteilung in der Ruhezone für die Ebene transversal zur Ausbreitungsrichtung zu messen, sondern auch für eine Reihe von zusätzlichen Azimut-Rotationen. Dadurch wird die generell lange Messdauer deutlich verlängert. Oft können hierbei aber nur einzelne 1D Schnitte durch die Ruhezone gemessen werden, so dass weitere räumliche Informationen nicht generiert werden können. Dies verschlechtert die Richtungsschätzung. Für die untere Grenzfrequenz der Messkammer kann die Wandreflexion zudem oft nicht mehr als ebene Wellen betrachtet werden wodurch es zu einer weiteren Verschlechterung kommt.

Abbildung 3: Amplituden-Taper
Abbildung 4: Amplitudenwelligkeit
Abbildung 5: Phasenwelligkeit

Am Institut steht für Messungen transversal zur Richtung der ebenen Welle eine APC-Achse als zweite Messachse zur Verfügung. Die APC-Achse ist ein Linearschlitten unterhalb der Azimut-Achse und ermöglicht 2D-Scans von der Ruhezone orthogonal zur Ausbreitungsrichtung. Abb. 6 zeigt solch eine 2D Feldverteilung in der Ruhezone.

Abbildung 6: 2D Scan
Abbildung 7: Richtungsschätzung

Mit 2D-Scans von der Ruhezone kann die Ankunftsrichtung mit Multiple Signal Classification (MuSiC) geschätzt werden. Abb. 7 zeigt das Ergebnis des MuSiC Richtungsschätzung Algorithmus. Die Signalstärke in Abb. 7 zeigt nur die statistische Unabhängigkeit des Signals zum Hintergrundrauschen und nicht den Signalpegel der Reflexion. Um weitere Informationen über den tatsächlichen Signalpegel zu gewinnen sind weitere Verarbeitungsschritte und Verfahren notwendig.