Politechnika Opolska
L A B O R A T O R I U M
Przedmiot:
Kierunek studiów:
Rok studiów:
Specjalność:
Semestr:
V
Rok akademicki:
2008/2009
Nr ćwiczenia:
2
Temat ćwiczenia:
Obliczanie anteny Yagi
Ćwiczenie wykonali:
Nazwisko:
Imię:
1.
Dziwnik
Paweł
3.
Puchała
Piotr
2.
Dyla
Rafał
4.
Uwagi:
Data:
Ocena za sprawozdanie:
Termin zajęć:
18.11.2008
Dzień tygodnia:
Godzina:
9.15
Termin oddania sprawozdania:
25.11.2008
Sprawozdanie oddano:
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie parametrów anteny yagi oraz wykreślenie jej charakterystyk za pomocą programu Mmana oraz porównanie obliczeń z wynikami dla anteny dipolowej.
2. Obliczenia anteny yagi.
Założenia:
- f = 600 MHz
- λ=0,5m
- G = 10,5 dB - gain
- F/B = 17 dB – kierunkowość anteny
- α = 30 o - kąt połowy mocy
- Z = 75 Ω – impedancja
Długość dipoli:
Odległości między dipolami:
Średnica dipoli R:
- dipol pętlowy
- dla pozostałych dipoli R = 4mm
3. Obliczenia wykonane w programie Mmana.
a) Dla wolnej przestrzeni (free space)
b) Dla ziemi idealnej (perfect)
4. Wygląd anteny.
Wygląd anteny jest identyczny w obu przypadkach.
5.Charakterystyka promieniowania anteny.
5.1 Charakterystyka 2D
5.2 Charakterystyka promieniowania 3D
6. Charakterystyka impedancji falowej Z w f-cji częstotliwości.
7.Charakterystyka współczynnika fali stającej SWR.
8.Charakterystyka współczynnika Gain/FB.
9.Charakterystyka pola dalekiego.
10. Optymalizacja
10.1 Obliczenia wykonane w programie Mmana.
10.2 Wygląd anteny.
10.3 Charakterystyka promieniowania 2D
10.4 Charakterystyka promieniowania 3D
10.5 Charakterystyka impedancji falowej Z w f-cji częstotliwości.
10.6 Charakterystyka współczynnika fali stającej SWR.
10.7 Charakterystyka współczynnika Gain/FB.
10.8 Charakterystyka pola dalekiego
11. Uwagi i wnioski.
W ćwiczeniu tym naszym zadaniem było zaprojektowanie anteny yagi oraz wyznaczenie jej parametrów. Z godnie z założeniami projektowymi dla f = 600 MHz i długości fali λ=0,5m poszczególne parametry powinny wynosić :G = 10,5 dB, F/B = 17 dB, α = 60 o , Z = 75 Ω. Założyliśmy, że antena będzie składać się z 13 elementów. Z obliczeń w programie Mmana wynika, że nie uzyskaliśmy zamierzonych wyników lecz tylko zbliżone. Impedancja Z powinna wynosić 75Ω czyli idealnie byłoby gdyby R było zbliżone do 75 Ω natomiast jX do 0 Ω. W naszym wypadku dla wolnej przestrzeni i ziemi idealnej wyniki były zbliżone i wynosiły R=66,4Ω i jX=-13,4Ω. Parametr F/B wynosi kolejno kolo 18dB i 21dB, gain około 19dB i 21dB. Współczynnik fali stojącej SWR powinien być zbliżony do jedności u nas wynosi 1,25. W obliczaniu parametrów dla ziemi idealnej założyliśmy, że antena będzie znajdować się 8m nad ziemią (wysokość średniego budynku). Porównując graficzny rozkład pola dla wolnej przestrzeni i ziem idealnej, zarówno 2d,3d jak i pola dalekiego, można zauważyć, że dla ziemi idealnej charakterystyki te są bardziej „poszarpane”. Powodem tego są odbicia fali od podłoża i wzajemne nakładanie się fal.
Po zastosowaniu opcji optymalizacji w programie Mmana otrzymaliśmy wyniki niemal idealne: R=74,94 Ω , jX=0,037 Ω, SWR= 1, F/B= 17,11 dB, G=12,96 dB. Po optymalizacji kształt dipoli anteny zmienił się nieznacznie. Optymalizacja została przeprowadzona dla max SWR i jX, Gain i F/B było w pozycji środkowej, pozostałe parametry były ustawione w pozycji minimalnej.
adziuch54