17 września 2013

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

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

Piszemy bez korzystania z notatek! Max = 40 p. Zaliczają 24 p.

1. Generator o wyjściu symetrycznym i o skutecznym napięciu wyj­ściowym 30 V oraz o rezystancji wew­nę­t­rz­nej 150 Ω (patrz rysunek) zasila poprzez linię sy­me­t­ryczną pew­ną bez­s­tratną antenę pracującą w rezo­nan­sie, któ­rej kons­t­ruk­cja jest również symetryczna lecz na skutek obec­ności niesymetrycznych obiektów ze­w­nę­trznych re­zys­tancja promieniowania symetrycznych części kon­strukcji względem masy nie jest już równa i wy­no­si 70 Ω i 75 Ω (rys.). Oblicz jakim procentem prą­dów liniowych I_L w linii zasilającej są, wynikające z nie­zrównoważenia, prądy ante­no­we I_A. (8p)

Wska­zów­ka: Ob­licz prąd w każdym z prze­wo­dów linii.

1. Fala elektromagnetyczna o długości 0.3 m, wypromieniowana z pewnej anteny, rozchodzi się w wolnej przestrze­ni. Stwierdzono, że w punkcie P₁ i czasie t₁ faza fali wyniosła 0. Jaka jest faza tej fali w punkcie P₂ odległym od P₁ (na kierunku promieniowania) o 1 m i w czasie t₂ = t₁+ 2 ns. (8p)

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

F(θ,φ) = |sin(π·cos(θ))|,

1. gdzie θ wyrażone jest w radianach. Naszkicuj tę charakterystykę w układzie współ­rzęd­nych biegunowych, na od­powiednio dobranych przekrojach i na wykresie prosto­kątnym (F, θ). Określ wszystkie kierunki zerowego i mak­sy­malnego ( f (θ, φ) = 1) promieniowania. Naszkicuj charakterystykę promieniowania w układzie biegunowym i prostokątnym a) na pewnej wybranej samodzielnie półpłaszczyźnie φ = const, b) na płaszczyźnie θ =π/2. (8p)

2. Prąd na powierzchni pewnej długiej anteny liniowej dany jest zależnością: I(z) ≈ 2[exp(–γz) + 0.5exp(+γz)] [A], gdzie γ = πj. Należy obliczyć: a) maksymalną wartość amplitudy prądu, b) jej wartość minimalną, c) współczynnik odbicia prądu w punkcie z = 0 i z = 0.25 m (moduł i fazę), d) długość fali prądu w przewodzie. (8p)

3. Pewną antenę odbiorczą o zysku kierunkowym 10dB i impedancji promieniowania 75 Ω zam­knięto obciążeniem 25 Ω i umieszczono w polu wytworzonym przez taką samą antenę, która pracuje ja­ko antena nadawcza i znajduje się w odległości 10 km. Do anteny nadawczej, która jest dopasowana, dos­tarczono moc 100W a sprawności obu anten wynoszą 90%. Anteny są skierowane na siebie zgodnie z kierunkami wiązek głównych i pracują na częstotliwości 300MHz. Należy obliczyć:

1. Moc wypromieniowaną przez antenę nadawczą. 1.0 punkta

2. Gęstość mocy w miejscu ustawienia anteny odbiorczej. 1.0punkta

3. Aperturę anteny odbiorczej. 1.0 punkta

4. Moc, jaka byłaby odebrana, gdyby antena odb. była dopasowana. 1.0 punkta

5. Moc wypromieniowaną przez antenę odbiorczą 4 punkty