SPRAWKO DO DRUKU

ZAKŁAD RADIOKOMUNIKACJI
G r u p a

SPRAWOZDANIE
BADANIE ANTENY ŚCIANOWEJ

  1. Układ pomiarowy.

Rysunek nr 1

  1. Parametry badanych anten.

Wymiar A [cm] Wymiar B [cm]

Liczba elementów

w szyku

Antena nadawcza 24 14 -
Antena odbiorcza 1 20 31 4
Antena odbiorcza 2 18 16 2
R [m] 4,18
Częstotliwość [MHz] 2400

Tabela nr 1

  1. Wyniki pomiarów.

  1. antena nr 1 (4 elementowa):

Kąt [o] kąt- kąt max I [uA] I/Imax
180 -146 15 0,46875
178 -148 18 0,56250
176 210 17 0,53125
174 208 16,5 0,51563
172 206 15,5 0,48438
170 204 15 0,46875
168 202 14,5 0,45313
166 200 12,5 0,39063
164 198 11,5 0,35938
162 196 10 0,31250
160 194 7,5 0,23438
158 192 7 0,21875
156 190 4,5 0,14063
154 188 4 0,12500
152 186 4,5 0,14063
150 184 2,5 0,07813
148 182 4,5 0,14063
146 180 4 0,12500
144 178 6 0,18750
142 176 7 0,21875
140 174 7,5 0,23438
138 172 9 0,28125
136 170 9 0,28125
134 168 8,5 0,26563
132 166 9,5 0,29688
130 164 7 0,21875
128 162 9 0,28125
126 160 10 0,31250
124 158 9,5 0,29688
122 156 9,5 0,29688
120 154 11 0,34375
118 152 11,5 0,35938
116 150 12 0,37500
114 148 15 0,46875
112 146 0 0,00000
110 144 0 0,00000
108 142 0 0,00000
106 140 0 0,00000
104 138 0 0,00000
102 136 1,5 0,04688
100 134 3 0,09375
98 132 4 0,12500
96 130 7 0,21875
94 128 2,5 0,07813
92 126 2 0,06250
90 124 1 0,03125
88 122 1 0,03125
86 120 1 0,03125
84 118 4 0,12500
82 116 5 0,15625
80 114 5 0,15625
78 112 4 0,12500
76 110 5 0,15625
74 108 7 0,21875
72 106 6 0,18750
70 104 7 0,21875
68 102 6,5 0,20313
66 100 6 0,18750
64 98 6 0,18750
62 96 7 0,21875
60 94 4,5 0,14063
58 92 5 0,15625
56 90 5 0,15625
54 88 4,5 0,14063
52 86 3 0,09375
50 84 3 0,09375
48 82 2 0,06250
46 80 6,5 0,20313
44 78 0 0,00000
42 76 0 0,00000
40 74 0 0,00000
38 72 0 0,00000
36 70 0 0,00000
34 68 0 0,00000
32 66 0 0,00000
30 64 0 0,00000
28 62 0 0,00000
26 60 0 0,00000
24 58 0 0,00000
22 56 0 0,00000
20 54 0 0,00000
18 52 0 0,00000
16 50 0,5 0,01563
14 48 1 0,03125
12 46 1,5 0,04688
10 44 2 0,06250
8 42 2,5 0,07813
6 40 2,5 0,07813
4 38 2 0,06250
2 36 1 0,03125
0 34 0,5 0,01563
-2 32 0 0,00000
-4 30 0,5 0,01563
-6 28 0,5 0,01563
-8 26 4 0,12500
-10 24 6 0,18750
-12 22 11 0,34375
-14 20 15 0,46875
-16 18 18 0,56250
-18 16 20,5 0,64063
-20 14 29,5 0,92188
-22 12 26 0,81250
-24 10 27 0,84375
-26 8 29 0,90625
-28 6 30,5 0,95313
-30 4 31 0,96875
-32 2 32 1,00000
-34 0 32 1,00000
-36 -2 32 1,00000
-38 -4 31,5 0,98438
-40 -6 31 0,96875
-42 -8 30 0,93750
-44 -10 29,5 0,92188
-46 -12 28 0,87500
-48 -14 26 0,81250
-50 -16 24 0,75000
-52 -18 19,5 0,60938
-54 -20 16 0,50000
-56 -22 12 0,37500
-58 -24 6 0,18750
-60 -26 4,5 0,14063
-62 -28 1 0,03125
-64 -30 0 0,00000
-66 -32 2 0,06250
-68 -34 4 0,12500
-70 -36 7 0,21875
-72 -38 9,5 0,29688
-74 -40 12,5 0,39063
-76 -42 13 0,40625
-78 -44 14 0,43750
-80 -46 14 0,43750
-82 -48 14 0,43750
-84 -50 14 0,43750
-86 -52 14 0,43750
-88 -54 13 0,40625
-90 -56 12 0,37500
-92 -58 10,5 0,32813
-94 -60 9,5 0,29688
-96 -62 8 0,25000
-98 -64 6 0,18750
-100 -66 4 0,12500
-102 -68 2,5 0,07813
-104 -70 2 0,06250
-106 -72 1 0,03125
-108 -74 1 0,03125
-110 -76 0 0,00000
-112 -78 0 0,00000
-114 -80 0 0,00000
-116 -82 0 0,00000
-118 -84 0 0,00000
-120 -86 0 0,00000
-122 -88 0 0,00000
-124 -90 0 0,00000
-126 -92 0 0,00000
-128 -94 0 0,00000
-130 -96 0 0,00000
-132 -98 0 0,00000
-134 -100 1 0,03125
-136 -102 1 0,03125
-138 -104 1 0,03125
-140 -106 1 0,03125
-142 -108 1,5 0,04688
-144 -110 1 0,03125
-146 -112 0 0,00000
-148 -114 0 0,00000
-150 -116 0 0,00000
-152 -118 0 0,00000
-154 -120 0 0,00000
-156 -122 3 0,09375
-158 -124 3 0,09375
-160 -126 3 0,09375
-162 -128 2 0,06250
-164 -130 4 0,12500
-166 -132 6 0,18750
-168 -134 12 0,37500
-170 -136 13 0,40625
-172 -138 14 0,43750
-174 -140 14,5 0,45313
-176 -142 18 0,56250
-178 -144 16 0,50000
-180 -146 13 0,40625

Tabela nr 2

  1. antena nr 2 (2 elementowa):

Kąt [o] kąt- kąt max I [uA] I/Imax
180 172 12 0,35821
178 170 12,5 0,37313
176 168 12 0,35821
174 166 13 0,38806
172 164 13,5 0,40299
170 162 14,5 0,43284
168 160 14 0,41791
166 158 14 0,41791
164 156 14 0,41791
162 154 15 0,44776
160 152 13 0,38806
158 150 13 0,38806
156 148 11,5 0,34328
154 146 14,5 0,43284
152 144 13 0,38806
150 142 13,5 0,40299
148 140 13,5 0,40299
146 138 14,5 0,43284
144 136 14 0,41791
142 134 12 0,35821
140 132 13 0,38806
138 130 13,5 0,40299
136 128 13,5 0,40299
134 126 12 0,35821
132 124 11,5 0,34328
130 122 10 0,29851
128 120 9,5 0,28358
126 118 8,5 0,25373
124 116 7,5 0,22388
122 114 7 0,20896
120 112 5 0,14925
118 110 4,5 0,13433
116 108 5 0,14925
114 106 4,5 0,13433
112 104 3,5 0,10448
110 102 3 0,08955
108 100 2,5 0,07463
106 98 1,5 0,04478
104 96 2 0,05970
102 94 1,5 0,04478
100 92 1,5 0,04478
98 90 1 0,02985
96 88 1 0,02985
94 86 1 0,02985
92 84 1,5 0,04478
90 82 2 0,05970
88 80 1 0,02985
86 78 2 0,05970
84 76 1,5 0,04478
82 74 2 0,05970
80 72 3 0,08955
78 70 2,5 0,07463
76 68 3 0,08955
74 66 2,5 0,07463
72 64 3 0,08955
70 62 3,5 0,10448
68 60 4,5 0,13433
66 58 5 0,14925
64 56 5,5 0,16418
62 54 6 0,17910
60 52 7 0,20896
58 50 8,5 0,25373
56 48 9 0,26866
54 46 11 0,32836
52 44 12,5 0,37313
50 42 13,5 0,40299
48 40 15,5 0,46269
46 38 17 0,50746
44 36 19 0,56716
42 34 20 0,59701
40 32 21 0,62687
38 30 22 0,65672
36 28 23,5 0,70149
34 26 25 0,74627
32 24 26 0,77612
30 22 27,5 0,82090
28 20 28,5 0,85075
26 18 30 0,89552
24 16 30,5 0,91045
22 14 31,5 0,94030
20 12 32 0,95522
18 10 32,5 0,97015
16 8 33 0,98507
14 6 33 0,98507
12 4 33,5 1,00000
10 2 33 0,98507
8 0 33,5 1,00000
6 -2 30 0,89552
4 -4 32,5 0,97015
2 -6 32 0,95522
0 -8 32 0,95522
-2 -10 31 0,92537
-4 -12 31 0,92537
-6 -14 31 0,92537
-8 -16 30 0,89552
-10 -18 28,5 0,85075
-12 -20 27,5 0,82090
-14 -22 25,5 0,76119
-16 -24 24 0,71642
-18 -26 24 0,71642
-20 -28 22,5 0,67164
-22 -30 21,5 0,64179
-24 -32 19,5 0,58209
-26 -34 18,5 0,55224
-28 -36 16,5 0,49254
-30 -38 13,5 0,40299
-32 -40 13 0,38806
-34 -42 11 0,32836
-36 -44 9 0,26866
-38 -46 7,5 0,22388
-40 -48 7 0,20896
-42 -50 5,5 0,16418
-44 -52 3,5 0,10448
-46 -54 2,5 0,07463
-48 -56 2 0,05970
-50 -58 0,5 0,01493
-52 -60 0 0,00000
-54 -62 0 0,00000
-56 -64 0 0,00000
-58 -66 0 0,00000
-60 -68 0 0,00000
-62 -70 0 0,00000
-64 -72 0 0,00000
-66 -74 0 0,00000
-68 -76 0 0,00000
-70 -78 0 0,00000
-72 -80 0 0,00000
-74 -82 0 0,00000
-76 -84 0 0,00000
-78 -86 0 0,00000
-80 -88 0 0,00000
-82 -90 0 0,00000
-84 -92 0 0,00000
-86 -94 0 0,00000
-88 -96 0 0,00000
-90 -98 0 0,00000
-92 -100 0 0,00000
-94 -102 0 0,00000
-96 -104 0 0,00000
-98 -106 0,5 0,01493
-100 -108 1 0,02985
-102 -110 1 0,02985
-104 -112 1,5 0,04478
-106 -114 3 0,08955
-108 -116 3 0,08955
-110 -118 2 0,05970
-112 -120 2 0,05970
-114 -122 1,5 0,04478
-116 -124 1,5 0,04478
-118 -126 2 0,05970
-120 -128 3 0,08955
-122 -130 4 0,11940
-124 -132 5 0,14925
-126 -134 5 0,14925
-128 -136 7 0,20896
-130 -138 7 0,20896
-132 -140 7 0,20896
-134 -142 6,5 0,19403
-136 -144 8 0,23881
-138 -146 10 0,29851
-140 -148 9 0,26866
-142 -150 9 0,26866
-144 -152 9 0,26866
-146 -154 10,5 0,31343
-148 -156 10,5 0,31343
-150 -158 11,5 0,34328
-152 -160 9 0,26866
-154 -162 9 0,26866
-156 -164 10 0,29851
-158 -166 9,5 0,28358
-160 -168 10 0,29851
-162 -170 10 0,29851
-164 -172 11 0,32836
-166 -174 12 0,35821
-168 -176 13,5 0,40299
-170 -178 12 0,35821
-172 -180 13 0,38806
-174 -182 14 0,41791
-176 -184 13,5 0,40299
-178 -186 13 0,38806
-180 -188 12 0,35821

Tabela nr 3

  1. Opracowanie wyników – sprawdzenie warunków strefy dalekiej.

  1. kryterium fazowe:


$$R \geq \frac{2 \bullet \left( D_{1} + D_{2} \right)^{2}}{\lambda}$$

D1 - przekątna anteny nadawczej:


$$D_{1} = \sqrt{\left( A^{2} + B^{2} \right)} = \sqrt{\left( {0,24}^{2} + {0,14}^{2} \right)} = 0,278\lbrack m\rbrack$$

D2 - przekątna anteny odbiorczej nr 1:


$$D_{1} = \sqrt{\left( A^{2} + B^{2} \right)} = \sqrt{\left( {0,20}^{2} + {0,31}^{2} \right)} = 0,369\ \lbrack m\rbrack$$

D3 - przekątna anteny odbiorczej nr 2:


$$D_{1} = \sqrt{\left( A^{2} + B^{2} \right)} = \sqrt{\left( {0,18}^{2} + {0,16}^{2} \right)} = 0,241\ \lbrack m\rbrack$$

λ - długość fali:


$$\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3 \bullet 10^{8}}{2,4 \bullet 10^{9}} = 0,125\ \left\lbrack m \right\rbrack = 12.5\ \lbrack cm\rbrack$$

antena odbiorcza nr 1:


$$\frac{2 \bullet \left( D_{1} + D_{2} \right)^{2}}{\lambda} = \frac{2 \bullet \left( 0,278 + 0,369 \right)^{2}}{0,125} = 6,69\ \lbrack m\rbrack$$


R ≤ 6, 69 [m]

Warunek nie spełniony!

antena odbiorcza nr 2:


$$\frac{2 \bullet \left( D_{1} + D_{3} \right)^{2}}{\lambda} = \frac{2 \bullet \left( 0,278 + 0,241 \right)^{2}}{0,125} = 4,31\ \lbrack m\rbrack$$


R ≤ 4, 31 [m]

Warunek nie spełniony!

  1. warunek amplitudowy:


R ≥ 1, 19 • (D1+D2)

antena odbiorcza nr 1:


1, 19 • (D1+D2) = 1, 19 • (0,278+0,369) = 0, 770 [m]


R ≥ 0, 770 [m]

Warunek spełniony!

antena odbiorcza nr 2:


1, 19 • (D1+D3) = 1, 19 • (0,278+0,241) = 0, 618 [m]


R ≥ 0, 566 [m]

Warunek spełniony!

  1. kryterium braku przeszkód w zakresie I strefy propagacyjnej Fresnela:


$$R_{\text{Flmax}} = \frac{\sqrt{\lambda \bullet R}}{2} = \frac{\sqrt{0,125 \bullet 4,2}}{2} = 0,523\ \lbrack m\rbrack$$

Wnioski:

Celem ćwiczenia laboratoryjnego było zapoznanie się z budową i podstawowymi charakterystykami anten ścianowych (szyków antenowych).W ćwiczeniu badaliśmy dwie anteny o różnych ilościach elementów czynnych.

W pierwszym etapie ćwiczenia badaliśmy antenę ścianową o wymiarach 18x16 cm, z dwoma elementami czynnymi w szyku. Odległość od anteny nadawczej wynosiła 4,18 m. Pomiary prądów zostały przeprowadzone dla pełnego obrotu anteny - 360, na podstawie czego wykreśliliśmy charakterystyki promieniowania anteny. W drugim etapie takim samym pomiarom poddaliśmy antenę z czterema elementami czynnymi o wymiarach 20x31.

W pierwszej kolejności sprawdziliśmy spełnienie warunku strefy dalekiej oraz warunek amplitudowy co się okazało że obie anteny nie spełniają warunku strefy dalekiej, natomiast spełniają warunek amplitudowy.

W obszarze pierwszej strefy Fresnela nie występowały przeszkody.

Jedynie lekkie zakłócenia i wahnięcia i skoki wartości występowały podczas przechodzenia prowadzącego, bądź studenta obok stanowiska pomiarowego.Obie anteny znajdowały się za blisko anteny nadawczej. Ograniczenie to wynika z rozmiarów sali laboratoryjnej. Sytuacja ta mogła mieć wpływ na otrzymane charakterystyki.

Unormowana w kącie obrotu i amplitudzie charakterystyka promieniowania anteny we współrzędnych prostokątnych z dwoma elementami ma blisko dwukrotnie szerszy listek główny od anteny z czterema elementami czynnymi. Wnioskując, im mniejsza liczba elementów tym charakterystyka promieniowania danej anteny jest szersza. Świadczy to o tym, że wraz ze wzrostem liczby elementów czynnych, wzrasta zysk kierunkowy anteny. Lewy listek boczny jest dość duży. Może to świadczyć o tym, że nasza antena była lekko opromieniowywana z lewej strony przez antenę nadawczą innego stanowiska pomiarowego.

Analizując unormowane charakterystyki we współrzędnych biegunowych również można zauważyć, że listek główny anteny z czterema elementami czynnymi jest prawie dwukrotnie węższy od listka głównego anteny dwuelementowej. Antena dwuelementowa nie posiada natomiast listka bocznego, co wynika z tego, że dla mniejszej ilości elementów czynnych w szyku antenowym, zanikają listki boczne dla tej anteny. Zwiększając liczbę elementów aktywnych uzyskuje się mniejszą rozwartość użyteczną ale lepszy zysk kierunkowy (co widnieje na charakterystyce), ale prowadzi to do pojawienia się listków bocznych.

Z przeprowadzonych pomiarów można stwierdzić:

- liczba elementów wpływa na szerokość użyteczną wiązki. Większa liczba elementów powoduje zawężenie charakterystyki promieniowania,

- liczna elementów nie wpływa na kierunek promieniowania anteny,

- liczba elementów wpływa na poziom listów bocznych,

- kierunek maksymalnego promieniowania jest dla anteny zwróconej na środek apertury anteny nadawczej.


Wyszukiwarka