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 (2 elementowa):

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

Tabela nr 2

1. antena nr 2 (4 elementowa):

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

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.