ZAKŁAD RADIOKOMUNIKACJI ITK LABORATORIUM ANTEN |
|---|
Grupa E0B1S1 |
| SPRAWOZDANIE |
| TEMAT: BADANIE ANTENY Z REFLEKTOREM PARABOLICZNYM |
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia laboratoryjnego było zapoznanie się z budową, parametrami oraz metodyki pomiarów podstawowych charakterystyk anten z reflektorem parabolicznym.
Schemat stanowiska pomiarowego do badania charakterystyk anten z reflektorem parabolicznym:
2. Obliczenia:
| Wymiar A [cm] | Wymiar B [cm] | |
|---|---|---|
| Antena nadawcza | 76 | 30 |
| Antena odbiorcza | 148 | 30 |
| Głębokość reflektora | 35 | |
| f [Mhz] | 3000 | |
| R [m] | 4,78 |
kryterium fazowe (różnica faz pola )
gdzie :
D1- maksymalny poprzeczny rozmiar anteny nadawczej
D2- maksymalny poprzeczny rozmiar anteny odbiorczej
λ -długość fali
R - odległość między antenami
- sprawdzenie warunku
- warunek nie został spełniony
b) kryterium amplitudowe (błąd gęstości mocy 15%)
gdzie :
D1- maksymalny poprzeczny rozmiar anteny nadawczej
D2- maksymalny poprzeczny rozmiar anteny odbiorczej
R - odległość między antenami
- sprawdzenie warunku
braku przeszkód w granicach I strefy propagacyjnej Fresnela
gdzie :
RF1 max - promień pierwszej strefy Fresnela
λ - długość fali
R - odległość między antenami
- sprawdzenie warunku
Tabele pomiarowe:
Tabela1.
| Odległość | 39 |
|---|---|
| kąt[stopnie] | kąt-kątmax |
| 30 | -27 |
| 29 | -26 |
| 28 | -25 |
| 27 | -24 |
| 26 | -23 |
| 25 | -22 |
| 24 | -21 |
| 23 | -20 |
| 22 | -19 |
| 21 | -18 |
| 20 | -17 |
| 19 | -16 |
| 18 | -15 |
| 17 | -14 |
| 16 | -13 |
| 15 | -12 |
| 14 | -11 |
| 13 | -10 |
| 12 | -9 |
| 11 | -8 |
| 10 | -7 |
| 9 | -6 |
| 8 | -5 |
| 7 | -4 |
| 6 | -3 |
| 5 | -2 |
| 4 | -1 |
| 3 | 0 |
| 2 | 1 |
| 1 | 2 |
| 0 | 3 |
| 359 | 4 |
| 358 | 5 |
| 357 | 6 |
| 356 | 7 |
| 355 | 8 |
| 354 | 9 |
| 353 | 10 |
| 352 | 11 |
| 351 | 12 |
| 350 | 13 |
| 349 | 14 |
| 348 | 15 |
| 347 | 16 |
| 346 | 17 |
| 345 | 18 |
| 344 | 19 |
| 343 | 20 |
| 342 | 21 |
| 341 | 22 |
| 340 | 23 |
| 339 | 24 |
| 338 | 25 |
| 337 | 26 |
| 336 | 27 |
| 335 | 28 |
| 334 | 29 |
| 333 | 30 |
| 332 | 31 |
| 331 | 32 |
| 330 | 33 |
Tabela 2.
| Odległość | 38 |
|---|---|
| kąt | kąt-kątmax |
| 30 | -28 |
| 29 | -27 |
| 28 | -26 |
| 27 | -25 |
| 26 | -24 |
| 25 | -23 |
| 24 | -22 |
| 23 | -21 |
| 22 | -20 |
| 21 | -19 |
| 20 | -18 |
| 19 | -17 |
| 18 | -16 |
| 17 | -15 |
| 16 | -14 |
| 15 | -13 |
| 14 | -12 |
| 13 | -11 |
| 12 | -10 |
| 11 | -9 |
| 10 | -8 |
| 9 | -7 |
| 8 | -6 |
| 7 | -5 |
| 6 | -4 |
| 5 | -3 |
| 4 | -2 |
| 3 | -1 |
| 2 | 0 |
| 1 | 1 |
| 0 | 2 |
| 359 | 3 |
| 358 | 4 |
| 357 | 5 |
| 356 | 6 |
| 355 | 7 |
| 354 | 8 |
| 353 | 9 |
| 352 | 10 |
| 351 | 11 |
| 350 | 12 |
| 349 | 13 |
| 348 | 14 |
| 347 | 15 |
| 346 | 16 |
| 345 | 17 |
| 344 | 18 |
| 343 | 19 |
| 342 | 20 |
| 341 | 21 |
| 340 | 22 |
| 339 | 23 |
| 338 | 24 |
| 337 | 25 |
| 336 | 26 |
| 335 | 27 |
| 334 | 28 |
| 333 | 29 |
| 332 | 30 |
| 331 | 31 |
| 330 | 32 |
Tabela 3.
| Odległość | 40 |
|---|---|
| kąt | kąt-kątmax |
| 30 | -25 |
| 29 | -24 |
| 28 | -23 |
| 27 | -22 |
| 26 | -21 |
| 25 | -20 |
| 24 | -19 |
| 23 | -18 |
| 22 | -17 |
| 21 | -16 |
| 20 | -15 |
| 19 | -14 |
| 18 | -13 |
| 17 | -12 |
| 16 | -11 |
| 15 | -10 |
| 14 | -9 |
| 13 | -8 |
| 12 | -7 |
| 11 | -6 |
| 10 | -5 |
| 9 | -4 |
| 8 | -3 |
| 7 | -2 |
| 6 | -1 |
| 5 | 0 |
| 4 | 1 |
| 3 | 2 |
| 2 | 3 |
| 1 | 4 |
| 0 | 5 |
| 359 | 6 |
| 358 | 7 |
| 357 | 8 |
| 356 | 9 |
| 355 | 10 |
| 354 | 11 |
| 353 | 12 |
| 352 | 13 |
| 351 | 14 |
| 350 | 15 |
| 349 | 16 |
| 348 | 17 |
| 347 | 18 |
| 346 | 19 |
| 345 | 20 |
| 344 | 21 |
| 343 | 22 |
| 342 | 23 |
| 341 | 24 |
| 340 | 25 |
| 339 | 26 |
| 338 | 27 |
| 337 | 28 |
| 336 | 29 |
| 335 | 30 |
| 334 | 31 |
| 333 | 32 |
| 332 | 33 |
| 331 | 34 |
| 330 | 35 |
Wnioski:
Celem ćwiczenia laboratoryjnego było zapoznanie się z poszczególnymi parametrami anten z reflektorem parabolicznym. Układ pomiarowy został przedstawiony w punkcie 1. Pomiary zostały wykonane dla trzech odległości źródła oświetlającego od reflektora parabolicznego dla 34cm, oraz .
Następnie dokonaliśmy pomiarów gabarytów anteny odbiorczej i nadawczej oraz zmierzyliśmy odległość między nimi. Dzięki temu mogliśmy sprawdzić czy zostały spełnione warunki: strefy dalekiej, fali płaskiej (warunek amplitudy i warunek fazy) oraz pierwszej strefy Fresnela.
Na podstawie wymiarów geometrycznych anteny i długości fali sprawdziliśmy warunek strefy dalekiej. Warunek ten nie został spełniony, ponieważ kryterium fazowe nie zgadza się z założeniami, pomimo, że warunek amplitudy i pierwszej strefy Fresnela jest spełniony dla wykonanych pomiarów.
Z kryterium fazowego wynika, że minimalny promień strefy dalekiej dla badanej anteny wynosi 105,15m. Co nie zostało spełnione podczas pomiarów w laboratorium. Ze względu na to, że pomiary zostały przeprowadzone w strefie bliskiej, zmierzona charakterystyka anteny nie może być traktowana jako charakterystyka rzeczywista. Dla strefy dalekiej energia jest wyłącznie propagowana natomiast w strefie bliskiej następuje magazynowanie energii. Skutkiem jest to, że wektory: elektryczny i magnetyczny anteny nadawczej nie są w fazie.
Maksymalny promień pierwszej strefy Fresnela wyniósł 0,327m. Aby wykreślić charakterystyki dokonaliśmy ich unormowania w poziomie sygnału oraz w kącie obrotu.
Następnie wykreśliliśmy te charakterystyki we współrzędny prostokątnych i biegunowych oraz zaznaczyliśmy rozwartości użyteczne i rozwartości na poziomie zerowym.
Najlepszą kierunkowość miała antena gdy element oświetlający znajdował się w odległości 44cm. Wyliczyliśmy ogniskową teoretycznie i okazało się ze ogniskowa znajduje się w odległości 39,1cm od płaszczyzny anteny.
Analizując otrzymane wyniki możemy stwierdzisz, iż błędy pomiarowe wynikły z: niedokładności urządzeń pomiarowych, błędu odczytu ze skali miernika, niestabilności częstotliwości generatora zasilającego antenę nadawczą. Promieniowanie częstotliwości harmonicznych innych anten należących do inny podgrup wykonujących w tym samym czasie ćwiczenia także mogło mieć pływ na wyniki pomiarów.