INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI
Anteny i Propagacja Fal
Grupa: E2
SPRAWOZDANIE
Temat: BADANIE ANTENY Z REFLEKTOREM PARABOLICZNYM

1) Sprawdzenie warunków strefy dalekiej:

1. Kryterium fazowe:

$$R \geq \frac{2*{(D1 + D2)}^{2}}{\gamma}$$

$$R \geq \frac{{2*\left( 0,82 + 1,51 \right)}^{2}}{0,1} = 108,3\ m$$

1. Kryterium amplitudowe:

R ≥ 1, 19 * (D1 + D2)

R ≥ 1, 19 * (0,82+1,51) = 2, 77 m

1. brak przeszkód w granicach I strefy propagacyjnej Fresnela:

$$R_{F1MAX} \geq \frac{\sqrt{\gamma R}}{2}$$

$$R_{F1MAX} \geq \frac{\sqrt{0,1*4,01}}{2} = 0,32\ m$$

2) Normowanie poszczególnych charakterystyk promieniowania w poziomie sygnału oraz w kącie obrotu.

Odległość 37 Kąt [°] Kąt – KątIMAX [°] 30 24 29 23 28 22 27 21 26 20 25 19 24 18 23 17 22 16 21 15 20 14 19 13 18 12 17 11 16 10 15 9 14 8 13 7 12 6 11 5 10 4 9 3 8 2 7 1 6 0 5 359 4 358 3 357 2 356 1 355 0 354 359 353 358 352 357 351 356 350 355 349 354 348 353 347 352 346 351 345 350 344 349 343 348 342 347 341 346 340 345 339 344 338 343 337 342 336 341 335 340 334 339 333 338 332 337 331 336 330 335 329 334 328 333 327 332 326 331 325 330 324

Odległość 39 Kąt [°] Kąt – KątIMAX [°] 30 25 29 24 28 23 27 22 26 21 25 20 24 19 23 18 22 17 21 16 20 15 19 14 18 13 17 12 16 11 15 10 14 9 13 8 12 7 11 6 10 5 9 4 8 3 7 2 6 1 5 0 4 359 3 358 2 357 1 356 0 355 359 354 358 353 357 352 356 351 355 350 354 349 353 348 352 347 351 346 350 345 349 344 348 343 347 342 346 341 345 340 344 339 343 338 342 337 341 336 340 335 339 334 338 333 337 332 336 331 335 330 334 329 333 328 332 327 331 326 330 325

Odległość 41 Kąt [°] Kąt – KątIMAX [°] 30 27 29 26 28 25 27 24 26 23 25 22 24 21 23 20 22 19 21 18 20 17 19 16 18 15 17 14 16 13 15 12 14 11 13 10 12 9 11 8 10 7 9 6 8 5 7 4 6 3 5 2 4 1 3 0 2 359 Kontynuacja w tabeli obok

1 358 88,8 0,7042 0 357 59,1 0,4687 359 356 38,9 0,3085 358 355 6,5 0,0515 357 354 2,4 0,0190 356 353 1,1 0,0087 355 352 0,9 0,0071 354 351 1,2 0,0095 353 350 1,5 0,0119 352 349 1,9 0,0151 351 348 1,9 0,0151 350 347 2,0 0,0159 349 346 1,7 0,0135 348 345 1,3 0,0103 347 344 0,8 0,0063 346 343 0,8 0,0063 345 342 1,2 0,0095 344 341 1,9 0,0151 343 340 2,6 0,0206 342 339 3,1 0,0246 341 338 3,2 0,0254 340 337 3,1 0,0246 339 336 2,9 0,0230 338 335 3,0 0,0238 337 334 3,2 0,0254 336 333 3,8 0,0301 335 332 4,6 0,0365 334 331 5,0 0,0397 333 330 4,8 0,0381 332 329 4,4 0,0349 331 328 3,9 0,0309 330 327 3,7 0,0293

3) Obliczenie ogniskowej reflektora:

$$f = \frac{{A2}^{2}}{16*Z_{0}}$$

$$f = \ \frac{{1,48}^{2}}{16*0,35} = 0,39\ m$$

Obliczenie kąta aperturowego:

$$\tau = \frac{4f}{A2}$$

$$\tau = \frac{4*0,3911}{1,48} = 1,06$$

$$\vartheta_{0} = 2*\arcsin\left( \frac{2*\tau}{\left( 1 + \tau^{2} \right)} \right)$$

$$\vartheta_{0} = 2*\arcsin\left( \frac{2*1,0571}{\left( 1 + {1,0571}^{2} \right)} \right) = 3,03\ rad$$

4) Rozwartości wiązki charakterystyki na poziomie zerowym i połowy mocy przy założeniu równomiernego, cosinusoidalnego i cos² rozkładu amplitudy pola na apreturze badanej anteny.

Rozkład:	0 dB	"-3 dB
	rad	°
Równomierny	0,135	7,74
cos	0,203	11,61
cos^2	0,270	15,49
Pomiary:	Odległość elementu oświetlającego
	37 cm	39 cm
Połowa mocy	5,75°	5,9°
Poziom zerowy	19,4°	19,8°

Rys. 1 Rodziny unormowanych w amplitudzie i unormowanych w kącie obrotu charakterystyk promieniowania anteny z reflektorem parabolicznym we współrzędnych prostokątnych.

Rys. 2 rodziny unormowanych w amplitudzie i unormowanych w kącie obrotu charakterystyk promieniowania anteny z reflektorem parabolicznym we współrzędnych biegunowych.

Rys. 3 rodziny unormowanych w amplitudzie i nieunormowanych w kącie obrotu charakterystyk promieniowania anteny z reflektorem parabolicznym we współrzędnych prostokątnych.

Rys. 4 rodziny unormowanych w amplitudzie i nieunormowanych w kącie obrotu charakterystyk promieniowania anteny z reflektorem parabolicznym we współrzędnych biegunowych.

Wnioski:

Podczas pomiarów nie zostały spełnione wszystkie warunki strefy dalekiej, nie zostało spełnione kryterium fazowe podczas, gdy kryterium amplitudowe zostało spełnione.

Pomiary wykazały, że charakterystyki anteny parabolicznej dla różnych odległości elementu oświetlającego po unormowaniu posiadają zbliżone kształty. Występują odchyłki między wartościami każdej z charakterystyk, jednak wynikają one z błędu pomiaru. Szerokości użyteczne wiązek dla poszczególnych przypadków są niemalże takie same i mieszczą się w przedziale 5,6° - 5,9°. Szerokości wiązek na poziomie zerowym są podobne w dwóch przypadkach, natomiast dla przypadku ustawienia oświetlacza w odległości 41 cm szerokość wzrasta. Poza „pierwszymi zerami” antena charakteryzuje się znikomymi listkami bocznymi.

Najbardziej zbliżoną wartością szerokości wiązki na poziomie połowy mocy do wartości teoretycznej obliczonej dla rozkładu cos² wyróżnia się antena z elementem oświetlającym wysuniętym na odległość 41 cm, pozostałe rozkłady różnią się znacząco Na poziomie zerowym każdy z przypadków żaden z rozkładów nie był w stanie wskazać przybliżonej wartości rozwartości wiązki.

Z nieunormowanych w kącie charakterystyk promieniowania wynika, że w każdym pomiarze antena odbiorcza była obrócona względem anteny nadawczej. Z każdym kolejnym ustawieniem elementu oświetlającego przesunięcie zmniejsza się. Prawdopodobnie miało na to wpływ przypadkowe obrócenie anteny lub samo ustawienie oświetlacza.

Celem zwiększenia dokładności pomiaru należałoby zastosować miernik o lepszej dokładności, ustalić położenie anten względem siebie na 0° oraz ustawić je tak, by spełniały wszystkie warunki strefy dalekiej.