Specjalność: EIT	Nazwa zajęć: LABORATORIUM ANTEN		TERMIN Piątek 13.15-15.45
Osoby wykonujące ćwiczenie: 1. Gerard Horowski 2. Grzegorz Maślanka 3. Jakub Wantuła			Nr Grupy 5
Tytuł ćwiczenia: Pomiar parametrów obwodowych anten			Nr ćwiczenia 2
Sprawozdanie opracował		Gerard Horowski	OCENA
Data wykonania ćwiczenia		28.10.2011
Data oddania sprawozdania		3.11.2011
Prowadzący		Dr inż. Wojciech Krzysztofik
UWAGI (wypełnia prowadzący):

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze sposobem pomiaru i wyznaczania podstawowych parametrów obwodowych anten (tj. impedancja wejściowej, wejściowego współczynnika fali stojącej WFS, wejściowego współczynnika odbicia ρ oraz szerokości częstotliwościowego pasma pracy anteny).

2. Spis przyrządów i aparatury

• miernik Site Master S331

• komputer klasy PC

• antena Uda-Yagi

• symetryzator 300 Ω

Rysunek 1. Schemat pomiarowy

3. Przebieg ćwiczenia

W części pomiarowej wykonano pomiary parametrów obwodowych anten. Przed

przystąpieniem do realizacji pomiarowej części ćwiczenia zapoznano się z obsługą miernika

SiteMaster S331.

Parametry badanej anteny Uda-Yagi:

• długość elementu aktywnego: 25 cm,

• długość direktorów :15,8 cm, 15,6 cm, 15,2 cm, 15 cm,

• długości reflektorów (3 sztuk): 35cm,

• odległość między direktorami 7,6 cm

Rysunek 2. Schemat anteny wykorzystywanej podczas realizacji ćwiczenia

Rysunek 3. Antena wykorzystywana podczas realizacji ćwiczenia (widok rzeczywisty)

Orientacyjna częstotliwość środkowa pracy anteny, wyznaczona na podstawie zmierzonej długości elementu aktywnego wyniosła 600MHz

f[MHz] = 0,5

Podczas realizacji ćwiczenia wartości zmierzonych wielkości zapisywano w pamięci miernika, aby następnie odczytać je za pomocą programu dostarczonego przez producenta przyrządu pomiarowego.

Pomiar pierwszy wiązał się z określeniem częstotliwościowej zależności współczynnika fali

stojącej (WFS) dla symetryzatora obciążonego rezystancją 300Ω. Następnie zmierzono współczynnik WFS dla podłączonej anteny i ustalonego zakresu częstotliwościowego (100-900MHz). Ostatni pomiar stanowił zawężoną częstotliwościowo wersję pomiaru drugiego (500-650MHz).

4.1 Pomiary symetryzatora obciążonego rezystancją 300Ω

W pierwszej części pomiarów, badano symetryzator. Po przeprowadzeniu procesu kalibracji, zgodnie z zaleceniami, przystąpiono do realizacji części pomiarowej. Poniżej zaprezentowana została tabela, ukazująca zależność współczynnika fali stojącej od częstotliwości.

Tabela 1. Dziesięć przykładowych wyników pomiarów WFS

f [MHz]	WFS
100,00	8,662
217,80	2,361
310,90	3,376
472,10	1,35
552,70	1,817
670,50	1,725
720,20	1,706
831,80	2,442
881,40	3,246
900,00	4,141

Następnie przeprowadzono graficzną interpretację pomiarów, ujętych w powyższym

zestawieniu. W konsekwencji uzyskano następujący przebieg.

Rysunek 4. Przebieg WFS symetryzatora (obciążonego rezystancją 300Ω) w funkcji częstotliwości

W kolejnym kroku dokonano przykładowego przeliczenia współczynnika fali stojącej na

parametr ρ:

Tabela 2. Dziesięć przykładowych wyników pomiarów współczynnika odbicia

f [MHz]	ρ	ρ [dB]	φ
100,00	0,793004	-2,0145	53,5
217,80	0,404939	-7,85221	-12,6
310,90	0,542962	-5,30462	15
472,10	0,148936	-16,54	-78,8
552,70	0,290025	-10,7513	-32,7
670,50	0,266055	-11,5006	-38,5
720,20	0,260902	-11,6705	137,1
831,80	0,418942	-7,55691	83,2
881,40	0,528968	-5,5314	32,3
900,00	0,610971	-4,27959	86,8

Rysunek 5. Przebieg współczynnika odbicia symetryzatora obciążonego rezystancją 300 Ω w funkcji częstotliwości

Rysunek 6. Przebieg części rzeczywistej i urojonej Zwe w zakresie częstotliwości 100-900 MHz w funkcji częstotliwości

Rysunek 7. Przebieg WFS symetryzatora z rezystorem 300 Ω dla kabla o impedancji 50 Ω i 75 Ω w funkcji częstotliwości

4.2 Pomiary anteny typu Yagi dla zakresu częstotliwości 100-900MHz

Zgodnie z podanymi zaleceniami, przeprowadziliśmy pomiary dla zakresu częstotliwości od 100 do 900 MHz.

Tabela 3. Dziesięć przykładowych wyników pomiarów WFS

f [MHz]	WFS
205,40	11,195
261,20	28,412
310,90	22,529
472,10	2,19
521,70	1,503
670,50	1
720,20	5,25
831,80	13,085
881,40	22,529
900,00	19

Rysunek 8. Przebieg WFS anteny Yagi w funkcji częstotliwości (100-900 MHz)

Przykładowego przeliczenia współczynnika fali stojącej na parametr ρ:

Tabela 4. Dziesięć przykładowych wyników pomiarów współczynnika odbicia

f [MHz]	ρ	ρ [dB]	φ
205,4	0,8360	-1,5559	36,6
261,2	0,9320	-0,6117	6,0
310,9	0,9150	-0,7716	-20,6
472,1	0,3730	-8,5649	98,1
521,7	0,2010	-13,9379	63,8
670,5	0,0000	0,0000	90,0
720,2	0,6800	-3,3498	129,8
831,8	0,8580	-1,3302	80,3
881,4	0,9150	-0,7716	36,1
900	0,9000	-0,9151	69,7

Rysunek 9.Przebieg współczynnika odbicia anteny Yagi w funkcji częstotliwości (100-900MHz)

4.3 Pomiary anteny typu Yagi dla zakresu częstotliwości 500-650 MHz

Kolejnym elementem wykonywanego ćwiczenia, było zawężenie pasma badanego w

poprzednim punkcie.

Tabela 5. Dziesięć przykładowych wyników pomiarów WFS

f [MHz]	WFS
500	2,745
520,9	1,484
540,7	1,104
550	1,554
560,5	1,782
580,2	1,208
600	1,331
620,9	1,558
640,7	1,849
650	2,049

Rysunek 10. Przebieg WFS anteny Yagi w funkcji częstotliwości (500-650 MHz)

Przykładowego przeliczenia współczynnika fali stojącej na parametr ρ:

Tabela 6. Dziesięć przykładowych wyników pomiarów współczynnika odbicia

f [MHz]	ρ	ρ [dB]	φ
500	0,4659	-6,633	3
520,9	0,194847	-14,206	51,8
540,7	0,168053	-15,4911	-61,6
550	0,216915	-13,2742	-42,9
560,5	0,281093	-11,023	-10,4
580,2	0,094203	-20,5187	113
600	0,141999	-16,9543	175,5
620,9	0,218139	-13,2253	12,4
640,7	0,297999	-10,5157	102,7
650	0,344047	-9,26764	128,7

Rysunek 11. Przebieg współczynnika odbicia anteny Yagi w funkcji częstotliwości (500-650 MHz)

Rysunek 12. Przebieg części rzeczywistej i urojonej Zwe w funkcji częstotliwości

(500-650 MHz)

Rysunek 13. Przebieg WFS anteny Yagi o impedancji 50 Ω i 75 Ω w funkcji częstotliwości

5. Wnioski.

W wykonanym ćwiczeniu zbadaliśmy podstawowe parametry obwodowe anten ( impedancję

wejściową, wejściowy współczynnik fali stojącej WFS, wejściowy współczynnik odbicia ρ

oraz szerokość częstotliwościowego pasma pracy anteny). Określone wartości współczynnika fali stojącej oraz współczynnika odbicia w funkcji częstotliwości w okolicy środkowej częstotliwości pracy anteny, którą wyliczyliśmy na 600 MHz osiągają najmniejsze wartości.

Zmiana impedancji odniesienia na 75Ω spowodowała zmniejszenie badanych wartości

współczynnika fali stojącej, oraz współczynnika odbicia. Przełożyło się to na poszerzenie pasma pracy anteny.

13

---