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)