Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten

mgr inż. Mariusz Zamłyoski

-1-

Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011

Charakterystyka promieniowania

piramidalnej anteny tubowej

Rys. 1. Geometria piramidalnej anteny tubowej [1].

Przeanalizujmy piramidalną antenę tubową pokazaną na rys. 1. Przy założeniu,

że rozkład natężenia pola w aperturze anteny tubowej opisany jest funkcją:

to w polu dalekim w odległości r wytworzy się pole o składowych:

Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten

mgr inż. Mariusz Zamłyoski

-2-

Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011

gdzie:

Przy założeniu, że antena wykonana jest z bezstratnego przewodnika, jej zysk

energetyczny zależy jedynie od kierunkowości. Współczynnik wykorzystania apertury
anteny piramidalnej można oszacowad z zależności:

Stąd zysk energetyczny wyznaczony względem anteny izotropowej jest równy:

Antena używana w trakcie dwiczeo laboratoryjnych została zamodelowana

w pełnofalowym symulatorze elektromagnetycznym FEKO. Otrzymane wyniki
(rys. 2 - 6 i tab. 1) pokazują, że przybliżone zależności analityczne pozwalają na dobre
oszacowanie kształtu charakterystyk promieniowania anten tubowych oraz zysku
energetycznego.

Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten

mgr inż. Mariusz Zamłyoski

-3-

Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011

Rys. 2. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach

dla częstotliwości 9 GHz.

Rys. 3. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach

dla częstotliwości 9,5 GHz.

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

E

/E

m

ax

[

dB

]

Kąt [stopnie]

pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

E/

E

m

ax

[

dB

]

Kąt [stopnie]

pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)

Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten

mgr inż. Mariusz Zamłyoski

-4-

Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011

Rys. 4. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach

dla częstotliwości 10 GHz.

Rys. 5. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach

dla częstotliwości 10,5 GHz.

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

E/

E

m

ax

[

dB

]

Kąt [stopnie]

pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

E/

E

m

ax

[

dB

]

Kąt [stopnie]

pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)

Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten

mgr inż. Mariusz Zamłyoski

-5-

Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011

Rys. 6. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach

dla częstotliwości 11 GHz.

Tab. 1. Porównanie zysku energetycznego anteny tubowej policzonego analitycznie oraz

symulatorem elektromagnetycznym.

Częstotliwośd

[GHz]

Zysk energetyczny [dBi]

FEKO

Analitycznie

9,0

15,34

15,40

9,5

15,96

15,86

10,0

16,22

16,29

10,5

16,79

16,70

11,0

17,08

17,08

Literatura

[1] S. J. Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas,
http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/

0

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

165

180

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

E/

E

m

ax

[

dB

]

Kąt [stopnie]

pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)