Specjalność: EIT |
Nazwa zajęć: LABORATORIUM ANTEN |
TERMIN Piątek 13.15-15.45 |
|
Osoby wykonujące ćwiczenie: 1. Grzegorz Maślanka 2. Gerard Horowski 3. Jakub Wantuła |
Nr Grupy 5 |
||
Tytuł ćwiczenia: Metodyka konfigurowania poligonu do pomiaru parametrów polowych anten w polu dalekim. Źródła błędów pomiarów |
Nr ćwiczenia 4 |
||
Sprawozdanie opracował |
Grzegorz Maślanka |
OCENA |
|
Data wykonania ćwiczenia |
9.11.2011 r. |
|
|
Data oddania sprawozdania |
8.12.2011 r. |
|
|
Prowadzący |
Dr inż. Wojciech Krzysztofik |
|
|
UWAGI (wypełnia prowadzący): |
|||
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadami pomiaru charakterystyk
promieniowania anten w dziedzinie częstotliwości w polu dalekim. Kluczowym
elementem ćwiczenia jest badanie wpływu podstawowych źródeł błędów pomiaru
na kształt charakterystyki promieniowania anteny.
2. Przebieg ćwiczenia
Pierwszym naszym zadaniem było obliczenie odległości spełniającej warunki pola dalekiego między anteną pomiarową i anteną badaną.
częstotliwość transmisji: f = 9,7 GHz
długość fali: 
warunek pola dalekiego: 
gdzie:
D - maksymalny wymiar anteny badanej
R - odległość między antenami
D = 
Obliczoną wartość minimalną R przyjęliśmy 55 cm.
Rysunek. 1.Uproszczony schemat poligonu pomiarowego do badań parametrów polowych anten w strefie dalekiej.
2.1. Pomiar charakterystyki promieniowania anteny tubowej przy trzech różnych odległościach ( z wykorzystaniem absorberów między antenami ).
Zmienialiśmy położenie anteny odbiorczej co 15° względem anteny nadawczej.
Rysunek 2. Uproszczony schemat poligonu pomiarowego do badań parametrów polowych anten w strefie dalekiej z wykorzystaniem absorberów
Tabela 1. Wyniki pomiaru charakterystyk promieniowania anteny tubowej przy trzech różnych odległościach między antenami
kąt [°] |
odległość między antenami |
||
|
1/2 R |
R |
2R |
|
poziom [dB] |
||
-90 |
-38 |
-47,2 |
-38,4 |
-75 |
-44,2 |
-44 |
-37,4 |
-60 |
-34,7 |
-32,2 |
-35,2 |
-45 |
-25 |
-25,5 |
-25 |
-30 |
-16 |
-18 |
-22,8 |
-15 |
-2,4 |
-2,8 |
-6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
15 |
-2,65 |
-3,9 |
-4,3 |
30 |
-17 |
-20,5 |
-18,2 |
45 |
-26,7 |
-25,8 |
-24,8 |
60 |
-38,5 |
-34,5 |
-27,1 |
75 |
-45,4 |
-43,2 |
-38 |
90 |
-40,5 |
-38 |
-43,2 |
odległość 1/2R=27,5 cm
Rysunek 3. Zmierzona charakterystyka promieniowania badanej anteny tubowej z wykorzystaniem absorberów pomiędzy antenami b) odległość R=55 cm
Rysunek 4. Zmierzona charakterystyka promieniowania badanej anteny tubowej z wykorzystaniem absorberów pomiędzy antenami
c) odległość 2R=110 cm
Rysunek 5. Zmierzona charakterystyka promieniowania badanej anteny tubowej z wykorzystaniem absorberów pomiędzy antenami2.2. Pomiar charakterystyki promieniowania anteny tubowej dla dwóch różnych wysokości h ( z wykorzystaniem blachy między antenami ).
Rysunek 6. Schemat układu pomiarowego z wykorzystaniem blachy pomiędzy antenami
a) Wysokość blachy została wyznaczona dla kąta α odpowiadającemu ½ szerokości 3dB spadku charakterystyki anteny.
Do określenia jak najlepszego konta posłużyły nam teoretyczne charakterystyki promieniowania anteny.
Rysunek 7. Teoretyczna charakterystyka promieniowania anteny dla f=10 GHz
Odległość anten 2R=110cm
h=tg35°·R=0,385 m
Tabela 2. Pomiar charakterystyki promieniowania anteny tubowej
kąt [°] |
poziom dB |
-90 |
-41,5 |
-75 |
-37 |
-60 |
-34 |
-45 |
-27,5 |
-30 |
-22,6 |
-15 |
-7,5 |
0 |
0 |
15 |
-43 |
30 |
-17,2 |
45 |
-24,9 |
60 |
-27,6 |
75 |
-38,5 |
90 |
-45 |
Rysunek 8. Zmierzona charakterystyka promieniowania badanej anteny tubowej z wykorzystaniem blachy pomiędzy antenami
b) Wysokość blachy została wyznaczona na taką wysokość aby powodowała jak najmniejsze odbicie.
Do określenia jak najlepszego konta posłużyły nam teoretyczne charakterystyki promieniowania anteny
Odległość anten 2R=110cm
h=tg15°·R=0,147 m
Tabela 3. Pomiar charakterystyki promieniowania anteny tubowej
kąt [°] |
poziom [dB] |
-90 |
-40,6 |
-75 |
-35,9 |
-60 |
-33,8 |
-45 |
-25,8 |
-30 |
-24,9 |
-15 |
-7,4 |
0 |
0 |
15 |
-5,1 |
30 |
-17,2 |
45 |
-24,8 |
60 |
-30,5 |
75 |
-41,5 |
90 |
-41,5 |
Rysunek 9. Zmierzona charakterystyka promieniowania badanej anteny tubowej z wykorzystaniem blachy pomiędzy antenami
2.3. Pomiar poziomu natężenia pola w funkcji odległości między anteną nadawczą a odbiorczą.
Pomiar rozpoczęliśmy przy odległości 27,5 cm pomiędzy antenami. Pomiary były dokonywane co 1,5 cm, aż do odległości 110 cm.
Rysunek 10. Zależność poziomu natężenia pola od odległości między antenami2.4. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny dla trzech odległości 1/2R,R i 2R
Rysunek 11. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny dla trzech odległości 1/2R,R i 2R
2.5. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny dla różnych wysokości blachy
( h1=0,385 m i h2=0,147 m)
Rysunek 12. Porównanie charakterystyk promieniowania anten dla różnych wysokości blachy
3. Wnioski
Podczas wykonywanego ćwiczenia dokonywaliśmy pomiarów charakterystyk promieniowania anteny w warunkach pola dalekiego w różnych ustawieniach. Zmienialiśmy odległość między antenami, porównywaliśmy wyniki z absorberami między antenami oraz bez nich. Jak również ze zmienną odległością pomiędzy antenami.
Pomiar wykonywaliśmy w zakresie kątów od -90º do 90º. Powyższe charakterystyki powinny być idealnie symetryczne, tzn. dla kątów o przeciwnym znaku poziom sygnału powinien mieć te same wartości. Nie jest tak z powodu niemożliwości bardzo dokładnego ustawienia wartości maksymalnej natężenia pola, oraz dokładnego regulowania kątem przesuwania anteny odbiorczej.
Przeprowadzone pomiary pokazały jak ważna jest jakość i odpowiednie ułożenie poligonu pomiarowego. Było to najbardziej widoczne w ostatniej części ćwiczenia gdy mierzyliśmy poziom sygnału docierającego do odbiornika zmieniając odległość między nim a nadajnikiem. Powstała w ten sposób charakterystyka znacząco różni się od wzorca, który powinniśmy uzyskać. Mogło mieć na to wpływ wiele czynników tj. niedokładne ustawienie anten względem siebie czy brak dostatecznego ekranowania stanowiska. Wykonywany przez nas pomiar (zmiana odległości co 1,5 cm) również był zbyt mało dokładny.
12
Wyszukiwarka