antena dipolowa2.doc

(3719 KB) Pobierz

 

Politechnika Opolska

 

L A B O R A T O R I U M

 

 

 

Przedmiot:

Fale i anteny

 

Kierunek studiów:

Elektronika i Telekomunikacja

Rok studiów:

III

Specjalność:

-

 

Semestr:

V

Rok akademicki:

2008/2009

 

 

Nr ćwiczenia:

2

 

 

 

Temat ćwiczenia:

Obliczanie anteny Yagi

 

 

 

 

Ćwiczenie wykonali:

 

Nazwisko:

Imię:

Nazwisko:

Imię:

1.

Dziwnik

Paweł

3.

Puchała

Piotr

2.

Dyla

Rafał

4.

 

 

 

 

Uwagi:

Data:

Ocena za sprawozdanie:

 

 

 

 

 

Termin zajęć:

Data:

18.11.2008

Dzień tygodnia:

Wtorek

Godzina:

9.15

 

 

Termin oddania sprawozdania:

25.11.2008

Sprawozdanie oddano:

25.11.2008

 

 

 

 

 

 

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

a) Dla wolnej przestrzeni (free space)

b) Dla ziemi idealnej (perfect)

 

5.2 Charakterystyka promieniowania 3D

 

a) Dla wolnej przestrzeni (free space)

 

 

b) Dla ziemi idealnej (perfect)

 

 

 

 

 

 

6. Charakterystyka impedancji falowej Z w f-cji częstotliwości.

a) Dla wolnej przestrzeni (free space)

 

b) Dla ziemi idealnej (perfect)

 

7.Charakterystyka współczynnika fali stającej SWR.

a) Dla wolnej przestrzeni (free space)

 

b) Dla ziemi idealnej (perfect)

 

8.Charakterystyka współczynnika Gain/FB.

a) Dla wolnej przestrzeni (free space)

 

b) Dla ziemi idealnej (perfect)

 

9.Charakterystyka pola dalekiego.

a) Dla wolnej przestrzeni (free space)

 

b) Dla ziemi idealnej (perfect)

 

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.

...
Zgłoś jeśli naruszono regulamin