31 października 2013

Egzamin (IV termin EM + SIST Stacj; V Termin NStacj) z Techniki Antenowej

Imię i Nazwisko:...................................................

Piszemy bez korzystania z notatek! Max = 42 p. Zaliczają 24 p.

1. Dwie identyczne anteny o aperturze A_sk = 1 m² i impedancji wejściowej R_A tworzą linię radiową pracującą w sposób wolnoprzestrzenny na częstotliwości f = 5 GHz. Odległość pomiędzy antenami wynosi 10 km. Należy obliczyć dla dwóch przypadków, jaką moc P_dost trzeba dostarczyć do anteny nadawczej, aby moc odebrana przez odbiornik dołączony do anteny odbiorczej wynosiła 100 nW: (razem 8p.)
   (a) Gdy obie anteny są dopasowane (3p.) (b) Gdy odbiornik posiada rezystancję wejściową R_odb = 0.5R_A (5p.)

2. Fala elektromagnetyczna o długości 3 m, wypromieniowana z pewnej anteny, rozchodzi się w wolnej przestrze­ni. Stwierdzono, że w punkcie P₁ i czasie t₁ faza fali wyniosła π. Jaka jest faza tej fali w punkcie P₂ odległym od P₁ (na kierunku promieniowania) o 10 m i w czasie t₂ = t₁+ 4 ns. (6p.)

3. Pewna antena posiada charakterystykę promieniowania w przedziale 0 < θ < π określoną przez funkcję:

F(θ,φ) = |cos(kπ·sin(θ))|,

gdzie θ wyrażone jest w radianach. Dobierz wartość k w taki sposób, aby dla θ = 45° wystąpił kierunek zerowego pro­mie­niowania. Określ inne kierunki zerowego i mak­sy­malnego promie­nio­wania. Naszkicuj tę charakterystykę w ukła­dzie współ­rzęd­nych biegunowych, na odpowiednio dobranych przekrojach i na wykresie prosto­kątnym (F, θ). Podaj wartość F dla θ = 0° oraz θ = 180°. (8p.)

1. Pewni naukowcy liczą białe niedźwiedzie na Grenlandii używając radiometru mikrofalowego (po­miar szu­mów ter­mi­cz­nych) zainstalowanego na helikopterze. Radiometr działa z rozdzielczością ΔT = 0.1 K. Wiedząc, że tego dnia temperatura śniegu wynosi T_x1 = –22ºC, emisyjność śniegu jest równa Є₁ = 0.02, temperatura futra niedżwiedzia jest T_x2  = +18 ºC oraz jego emisyjność jest Є₂ = 0.4 określ jaką maksymalną powierzchnię S może oświetlić wiązka anteny radiometru, aby móc wykryć niedźwiedzia, którego powierzchnię widzianą można przyjąć za S_N = 1 m². Przyjąć równomierne natężenie wiązki oświetlającej na powierzchni ziemi. (8p.)

Pytanie dodatkowe 4B nie wymagające rozwiązania pierwszej części: Wyprowadzić wzór, który określi maksymalną wysokość lotu helikoptera H w zależności od kierunkowości anteny D i mak­symalnej powierzchni S. (Można dla uproszczenia przyjąć sferyczną wklęsłość ziemi w analizowanym obszarze) (4p.)

1. Na osi y umieszczono w równych odległościach od siebie trzy anteny izotropowe, pracujące na częstotliwości 150 MHz. Amplitudy napięć zasilających wynoszą 10 V a fazy wynoszą kolejno (w miarę wzrastania współ­rzędnej y): 0, 90 i 180 stopni. Dobrać odległości pomiędzy antenami, tak aby szyk antenowy posiadał maksimum promie­nio­wania na kierunku y. Czy można tak dobrać odległości pomiędzy antenami, by maksimum promieniowania wystą­piło w kierunku prostopadłym do y? (8p)