Laboratorium Anten
Grupa:E9
1.
Temat: BADANIE ANTENY ŚCIANOWEJ.

1. Układ pomiarowy

1. Parametry badanych anten

	Wymiar A [cm]	Wymiar B [cm]	Liczba elementów w szyku
Antena nadawcza	24	14
Antena odbiorcza 1	18	16	2
Antena odbiorcza 2	20	31	4
R [m]	4,3
Częstotliwość [MHz]	2400

1. Opracowanie wyników

• 2 elementowa

f1 [MHz] 2400 Kąt [stopnie] Kąt - KątImax 0 -220 2 -218 4 -216 6 -214 8 -212 10 -210 12 -208 14 -206 16 -204 18 -202 20 -200 22 -198 24 -196 26 -194 28 -192 30 -190 32 -188 34 -186 36 -184 38 -182 40 -180 42 -178 44 -176 46 -174 48 -172 50 -170 52 -168 54 -166 56 -164 58 -162 60 -160 62 -158 64 -156 66 -154 68 -152 70 -150 72 -148 74 -146 76 -144 78 -142 80 -140 82 -138 84 -136 86 -134 88 -132 90 -130 92 -128 94 -126 96 -124 98 -122 100 -120 102 -118 104 -116 106 -114 108 -112 110 -110 112 -108 114 -106 116 -104 118 -102 120 -100	122 -98 9 0,27 124 -96 7 0,21 126 -94 9 0,27 128 -92 8 0,24 130 -90 9 0,27 132 -88 7 0,21 134 -86 9 0,27 136 -84 9 0,27 138 -82 9 0,27 140 -80 9 0,27 142 -78 9 0,27 144 -76 9 0,27 146 -74 9 0,27 148 -72 8 0,24 150 -70 9 0,27 152 -68 9 0,27 154 -66 9 0,27 156 -64 10 0,30 158 -62 10 0,30 160 -60 10 0,30 162 -58 10 0,30 164 -56 10 0,30 166 -54 10 0,30 168 -52 11 0,33 170 -50 11 0,33 172 -48 14 0,42 174 -46 14 0,42 176 -44   0,00 178 -42   0,00 180 -40 12,5 0,38 182 -38 15 0,45 184 -36 15 0,45 186 -34 18 0,55 188 -32 19 0,58 190 -30 21 0,64 192 -28 22 0,67 194 -26 22 0,67 196 -24 23 0,70 198 -22 25 0,76 200 -20 26 0,79 202 -18 27 0,82 204 -16 28 0,85 206 -14 29 0,88 208 -12 30 0,91 210 -10 31 0,94 212 -8 32 0,97 214 -6 33 1,00 216 -4 33 1,00 218 -2 33 1,00 220 0 33 1,00 222 2 33 1,00 224 4 33 1,00 226 6 33 1,00 228 8 32 0,97 230 10 32 0,97 232 12 32 0,97 234 14 31 0,94 236 16 30 0,91 238 18 29 0,88 240 20 28 0,85	242 22 27 0,82 244 24 26 0,79 246 26 25 0,76 248 28 23 0,70 250 30 23 0,70 252 32 22 0,67 254 34 21 0,64 256 36 20 0,61 258 38 19 0,58 260 40 18 0,55 262 42 17 0,52 264 44 16 0,48 266 46 14 0,42 268 48 12 0,36 270 50 11 0,33 272 52 11 0,33 274 54 10 0,30 276 56 9 0,27 278 58 9 0,27 280 60 8 0,24 282 62 7 0,21 284 64 6 0,18 286 66 4 0,12 288 68 4 0,12 290 70 4 0,12 292 72 5 0,15 294 74 2 0,06 296 76 2 0,06 298 78 1 0,03 300 80 2 0,06 302 82 1 0,03 304 84 1 0,03 306 86 1 0,03 308 88 1 0,03 310 90 0,5 0,02 312 92 0,5 0,02 314 94 0,5 0,02 316 96 1 0,03 318 98 1 0,03 320 100 2 0,06 322 102 1 0,03 324 104 1 0,03 326 106 0 0,00 328 108 1 0,03 330 110 1 0,03 332 112 1 0,03 334 114 1 0,03 336 116 1 0,03 338 118 1 0,03 340 120 1 0,03 342 122 1 0,03 344 124 1 0,03 346 126 2 0,06 348 128 3 0,09 350 130 3 0,09 352 132 3 0,09 354 134 4 0,12 356 136 5 0,15 358 138 6 0,18

• 4 elementowa

f1 [MHz] 2400 Kąt [stopnie] Kąt - KątImax 0 -254 2 -252 4 -250 6 -248 8 -246 10 -244 12 -242 14 -240 16 -238 18 -236 20 -234 22 -232 24 -230 26 -228 28 -226 30 -224 32 -222 34 -220 36 -218 38 -216 40 -214 42 -212 44 -210 46 -208 48 -206 50 -204 52 -202 54 -200 56 -198 58 -196 60 -194 62 -192 64 -190 66 -188 68 -186 70 -184 72 -182 74 -180 76 -178 78 -176 80 -174 82 -172 84 -170 86 -168 88 -166 90 -164 92 -162 94 -160 96 -158 98 -156 100 -154 102 -152 104 -150 106 -148 108 -146 110 -144 112 -142 114 -140 116 -138 118 -136 120 -134	122 -132 7 0,21 124 -130 7 0,21 126 -128 7 0,21 128 -126 8 0,24 130 -124 8 0,24 132 -122 6 0,18 134 -120 6 0,18 136 -118 5 0,15 138 -116 5 0,15 140 -114 4 0,12 142 -112 3 0,09 144 -110 1 0,03 146 -108 2 0,06 148 -106 1 0,03 150 -104 1 0,03 152 -102 0 0,00 154 -100 0 0,00 156 -98 0 0,00 158 -96 0 0,00 160 -94 0 0,00 162 -92 0 0,00 164 -90 0 0,00 166 -88 0 0,00 168 -86 0 0,00 170 -84 0 0,00 172 -82 0 0,00 174 -80 0 0,00 176 -78 0 0,00 178 -76 0 0,00 180 -74 6 0,18 182 -72 4 0,12 184 -70 4 0,12 186 -68 5 0,15 188 -66 5 0,15 190 -64 5 0,15 192 -62 4 0,12 194 -60 4 0,12 196 -58 4 0,12 198 -56 4 0,12 200 -54 8 0,24 202 -52 9 0,26 204 -50 9 0,26 206 -48 9 0,26 208 -46 8 0,24 210 -44 9 0,26 212 -42 8 0,24 214 -40 8 0,24 216 -38 6 0,18 218 -36 6 0,18 220 -34 6 0,18 222 -32 6 0,18 224 -30 6 0,18 226 -28 6 0,18 228 -26 7 0,21 230 -24 9 0,26 232 -22 11 0,32 234 -20 14 0,41 236 -18 19 0,56 238 -16 22 0,65 240 -14 24 0,71	242 -12 26 0,76 244 -10 29 0,85 246 -8 31 0,91 248 -6 32 0,94 250 -4 33 0,97 252 -2 34 1,00 254 0 34 1,00 256 2 34 1,00 258 4 34 1,00 260 6 33 0,97 262 8 33 0,97 264 10 32 0,94 266 12 29 0,85 268 14 26 0,76 270 16 23 0,68 272 18 21 0,62 274 20 17 0,50 276 22 13 0,38 278 24 7 0,21 280 26 3 0,09 282 28 2 0,06 284 30 3 0,09 286 32 5 0,15 288 34 9 0,26 290 36 12 0,35 292 38 14 0,41 294 40 16 0,47 296 42 17 0,50 298 44 17 0,50 300 46 17 0,50 302 48 17 0,50 304 50 17 0,50 306 52 16 0,47 308 54 15 0,44 310 56 13 0,38 312 58 11 0,32 314 60 10 0,29 316 62 8 0,24 318 64 6 0,18 320 66 5 0,15 322 68 5 0,15 324 70 3 0,09 326 72 2 0,06 328 74 2 0,06 330 76 1 0,03 332 78 2 0,06 334 80 2 0,06 336 82 2 0,06 338 84 2 0,06 340 86 2 0,06 342 88 1 0,03 344 90 1 0,03 346 92 1 0,03 348 94 1 0,03 350 96 0 0,00 352 98 0 0,00 354 100 0 0,00 356 102 0 0,00 358 104 0 0,00

1. Obliczenia

1. Długość fali:

gdzie:

c – prędkość światła

f – częstotliwość f=2400 MHz

1. Maksymalny poprzeczny rozmiar anteny nadawczej

2. Maksymalny poprzeczny rozmiar anteny odbiorczej

- antena z 2 elementem

- antena z 4 elementem

1. Kryterium fazowe (różnica faz pola ∆φ_max=$\frac{\mathbf{\pi}}{\mathbf{8}}$rad)

[cm] = 4,31 [m] - antena z 2 elementem

[cm] = 6,7 [m] - antena z 4 elementami

1. Kryterium amplitudowe (błąd gęstości mocy 15%):

[cm]

[m] - antena z 2 elementem

[cm]

[m] - antena z 4 elementami

1. Kryterium braku przeszkód w granicach I strefy propagacyjnej Fresnela:

[m] ≈ 0,37 [m]

1. WNIOSKI

Celem ćwiczenia było zbadanie parametrów anten ścianowych. Badaliśmy antenę dwu- i czteroelementową. Naszym zadaniem było wyznaczenie ich charakterystyk.Aby pomiary zostały przeprowadzone poprawnie (amplituda oraz faza pola nie uległy zmianie w obliczonych granicach) konieczne jest spełnienie kilku kryteriów:

• Kryterium fazowe

-antena 2 elementowa: odległość mieści się w granicach tolerancji

-antena 4 elementowa: warunek nie został spełniony (anteny były za blisko o około 2,4m)

• Kryterium amplitudowe

-odległość dla obu anten mieściła się w granicach kryterium

• Kryteria wynikające z założeń Fresnela

-pierwsza strefa Fresnela była wolna od przeszkód (promień wyniósł 0,37 metra, w tej odległości nie znajdował się żaden przedmiot)

Niestety mimo tego na wykreślonych charakterystykach przebadanych anten zauważamy duże rozbieżności w stosunku do charakterystyk teoretycznych. Jest to spowodowane bardzo wysoką czułością anteny. Dlatego też nawet pozornie niewielkie zakłócenia w postaci osób przechodzących obok czy też promieniowania innych anten znajdujących się w pomieszczeniu miały duży wpływ na pomierzone wartości.

Porównując ze sobą obydwie pomierzone charakterystyki od razu zauważamy, że listek główny anteny z 4 elementami jest zdecydowanie węższy od lista głównego anteny z dwoma elementami. Jest to zgodne z założeniami teoretycznymi, gdzie im większa ilość elementów w szyku promieniującym anteny, tym charakterystyka jest węższa. Z tego powodu, w miejscach, gdzie wymagana jest duża kierunkowość anteny należy stosować anteny o większej ilości elementów w szyku, natomiast tam, gdzie wymagamy dużego zakresu kątowego pracy anteny najlepszym rozwiązaniem będzie antena z jednym elementem w szyku.

Na charakterystyce anteny dwu- i czteroelementowejzauważamy w miejscu jednego z listków bocznych jedynie kilka poszarpanych pików. Sugerować to może, że zakłócenia pochodzące z tej strony były zdecydowanie większe, niż w przypadku stron pozostałych.

Dlatego też aby zapewnić dobrą pracę anteny ścianowej należy możliwie maksymalnie wyeliminować wszelkie źródła zakłóceń w jej otoczeniu.

Dla badanych anten wyznaczyliśmy rozwartości użyteczne listka głównego oraz rozwartości na poziomie zerowym. Na wykreślonych charakterystykach możemy zaobserwować listki boczne, co świadczy o niskiej skuteczności zastosowanego reflektora.

Na błędy w przeprowadzonych pomiarach wpływ miały niedokładności odczytu wartości prądu z mikroamperomierza oraz wpływ innych osób oraz anten nadawczych znajdujących się w danym pomieszczeniu . Listek główny anteny dwu- i czteroelementowej nie pokrywa się jest to związane z ponowną kalibracją urządzenia w trakcie pomiarów.