25 kwietnia 2013

Egzamin ( I termin EM + SIST) z Techniki Antenowej

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

Piszemy bez korzystania z notatek! Max = 44 p. Zalicza 26 p.

1. Dipol Hertza (antenę elementarną) umieszczono pionowo nad idealną powierzchnią przewodzącą w taki sposób, że środek fazowy anteny znajdował się na wysokości λ/4 nad powierzchnią. (a) Sporządź szkic układu. (b) Zapisz wzór na charakterystykę promieniowania takiego układu. (c) Określ kierunki zerowego i maksymalnego promienowania (d) Naszkicuj charakterystykę promieniowania w prostokątnym i biegunowym układzie współrzędnych. (8p)

2. Do anteny stacji bazowej telefonii komórkowej doprowadzono moc P_dopr = 5 W. Antena ta wytworzyła na kierunku maksymalnego promieniowania kątową gęstość mocy U = 35.8 W/sr. Obliczyć równo­waż­ną izo­tro­pową moc promieniowania. Obliczyć również zysk energetyczny, sprawność anteny i moc wypro­­mieniowaną jeśli wiadomo, że antena ma kierunkowość D_dB = 20 dB. (8p)

   P_EIRP = =

   G =

   P_prom =

   η=

3. Podać definicje czterech rodzajów impedancji występujących technice antenowej, a mianowicie: a) impedancji falowej, b) impedancji charakterystycznej ośrodka, c) impedancji charakterystycznej linii (prowadnicy) z rodza­jem TEM, d) impedancji bieżącej w linii. Które z tych wielkości są sobie liczbowo równe i w jakich sytuacjach? (8p)

4. 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. 1.5 punkta

2. Gęstość mocy w miejscu ustawienia anteny odbiorczej. 1.5 punkta

3. Aperturę anteny odbiorczej. 1.5 punkta

4. Moc, jaka byłaby odebrana, gdyby antena odb. była dopasowana. 1.5 punkta

5. Moc wypromieniowaną przez antenę odbiorczą 4 punkty

1. Na wykresie obok przedstawiono rozkłady prądów w czterech różnych antenach liniowych. Uzupełnij ten wykres o odpowiedni opis. Jaki jest współczynnik odbicia na końcu anteny? Jaka jest amplituda fali padającej? Oszacuj na jakiej częstotliwości pracują ta anteny, jeśli skala pozioma na wykresie jest wyrażona w [mm]. (8p)

2. Naszkicuj na płaszczyźnie zespolonej interpre­tację graficzną wzoru na rozkład prądu w antenie:

i opatrz ją komentarzem. (4p)