Charakterystyka promieniowania piramidalnej anteny tubowej

Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten
Charakterystyka promieniowania
piramidalnej anteny tubowej
Rys. 1. Geometria piramidalnej anteny tubowej [1].
Przeanalizujmy piramidalną antenę tubową pokazaną na rys. 1. Przy założeniu,
że rozkład natężenia pola w aperturze anteny tubowej opisany jest funkcją:
to w polu dalekim w odległości r wytworzy się pole o składowych:
mgr inż. Mariusz Zamłyoski
-1Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011
Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten
gdzie:
Przy założeniu, że antena wykonana jest z bezstratnego przewodnika, jej zysk
energetyczny zależy jedynie od kierunkowości. Współczynnik wykorzystania apertury
anteny piramidalnej można oszacowad z zależności:
Stąd zysk energetyczny wyznaczony względem anteny izotropowej jest równy:
Antena używana w trakcie dwiczeo laboratoryjnych została zamodelowana
w pełnofalowym symulatorze elektromagnetycznym FEKO. Otrzymane wyniki
(rys. 2 - 6 i tab. 1) pokazują, że przybliżone zależności analityczne pozwalają na dobre
oszacowanie kształtu charakterystyk promieniowania anten tubowych oraz zysku
energetycznego.
mgr inż. Mariusz Zamłyoski
-2Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011
Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten
0
pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)
-5
-10
-15
E/Emax [dB]
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
Kąt [stopnie]
Rys. 2. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach
dla częstotliwości 9 GHz.
0
pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)
-5
-10
-15
E/Emax [dB]
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
Kąt [stopnie]
Rys. 3. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach
dla częstotliwości 9,5 GHz.
mgr inż. Mariusz Zamłyoski
-3Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011
Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten
0
pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)
-5
-10
-15
E/Emax [dB]
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
Kąt [stopnie]
Rys. 4. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach
dla częstotliwości 10 GHz.
0
pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)
-5
-10
-15
E/Emax [dB]
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
Kąt [stopnie]
Rys. 5. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach
dla częstotliwości 10,5 GHz.
mgr inż. Mariusz Zamłyoski
-4Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011
Politechnika Wrocławska, I-28, Laboratorium Anten
0
pł. E (FEKO)
pł. H (FEKO)
pł. E (analitycznie)
pł. H (analitycznie)
-5
-10
-15
E/Emax [dB]
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
Kąt [stopnie]
Rys. 6. Porównanie charakterystyk promieniowania anteny tubowej w dwóch głównych przekrojach
dla częstotliwości 11 GHz.
Tab. 1. Porównanie zysku energetycznego anteny tubowej policzonego analitycznie oraz
symulatorem elektromagnetycznym.
Częstotliwośd
[GHz]
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
FEKO
15,34
15,96
16,22
16,79
17,08
Zysk energetyczny [dBi]
Analitycznie
15,40
15,86
16,29
16,70
17,08
Literatura
[1] S. J. Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas,
http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/
mgr inż. Mariusz Zamłyoski
-5Ostatnia aktualizacja: 24 października 2011