Slajdovi-Elektromagnetika-Elektrotehnicki fakultet EM09 ZracenjeEMTalasa Part2, Slajdovi od Teorija elektromagnetnog polja

Preuzmite Slajdovi-Elektromagnetika-Elektrotehnicki fakultet EM09 ZracenjeEMTalasa Part2 i više Slajdovi u PDF od Teorija elektromagnetnog polja samo na Docsity! Docsity.com Антенски низови [llTa je aHTEHCKH HH3? * AumencKu Hu3 je CHCTEM OJ/I HEKOJIMKO HJIEHTHUHHX HJIH BPJIO CJIHUHHX AHTEHA KOJE CY IIOCTPOJEHE /1y?2K TIPABE JIHHMJE (KOJI4H&APHH HH3), KDYTA (LAPKYJIAPHH HH3), TIO paBHOJ NOBPIIH (TIJIAHAPHH HH3), HTJI. * AHTEHCKH HH30BH C€ HECTO TIPABE Y IIMJBY noBehaBawa ycMepeHocTH 7iujarpama 3zpauea EJIEKTPOHCKO CKCEHHPAFE EJleKMmponcKo ckenupawe je upoMeHa JIMjarpaM 3pa4ea 6JIEKTPOHCKHM TIYTEM, LITO C& MO?KE TIOCTHNH TIOJIEIIABAH>EM CTPYJa IIDOMEHJBEHBHM TIOMEPAYHMA (paze EJIEKTPOHCKO CKCEHHPAH:E je OP2KE OJI MEXAHHUKOT CK&EHHPAEbA (yoGHuaAJeEHOT KOJI pajrapcKux aHTEHa), AJIH TENIKO MO?KE NOKPHTH BCJIHKH TIPOCTOPHH yTAO Broadside array KoJI4HeapHu HM3 NOJIY TAJIACHHX ZIMITOJIA KOJI KOTA Ce oce JIMITOJIAa IIOKJTATIAJV ca OCOM HH34 PacTOJae u3Meljy Tauaka Harajarba Cyce;rHux zurniojia je HeruTo Behe 071 A/2 AKO Ce CBH _/IMIIOJIH Hamajajy y da3H, /IO KOHCTPYKTHBHOT CAGHPABbA IIOJBA y 30HH 3PA4€Ea JIOJITAZH y EKBATOPHJAJIHOj PABHH, HOPMAJIHO HA OCY HM34 (HM3 CA TPAHCBEP3AJIHHM 3Z3PA4€E:€M) Broadside array (2) * /lujarpaM 3pavea je yeMepeH TNIOocMATPAHO Y BEPTHKAJIHOJ pABHH * /lujarpaM 3pavea je omauiapekuuoH (KPy>KAH) y XOPHM3OHTAJIHOJj pABHH * Ilojauare OBaKBHX HH30BA Je NIPHOJIMKHO cpa3MepHo Opojy /IMrIOJIa u THIIHUHO je OKO 10 dBi Endfire array * /JIHnoJIH CE TIOCTABE HOPMAJIHO HA OCy HH34 * Pacrojate u3Meljy Tauaka Harnajara znoja je jezaako A/4 * QDa3a CcrTpyje CBAKOT JIHIIOJIA, HJIyhIH 0103/10 Harope, kacHH 34 T/Ž y OJIHOCy HA TNPETXOJIHH JIHTIOJI iza ( L ZA Docsity.com Endfire array (2) Конструктивно сабирање поља зрачења настаће у правцу осе антенског низа, у смеру увис: низ са лонгитудиналним зрачењем, endfire array. Ово се има код лог-периодичног низа дипола, јаги-антене и хеликоиде. На слици је дијаграм зрачења низа са 8 елемената у вертикалној равни која је нормална на диполе. Појачање је типично око 10 dBi. Jlor-NnepHo/I4UHH HH3 /IMTIOJIA * JIo2-nepuoduunu Hu3 —unoJa ce oGuuHo CACTOJM O/I HEKOJIHKO /IECETHHA JIMTIOJIA * /[y2KHHE /IHNIOJIA, JIEOJBHHE 2KMIIA O/I KOJUX CY HauHreHH H pacTojaa #3Meljy /IunojJa ce noBehaBajy reoMeTpujeKoM rTporpecujoM HJIyhu O/I BPXa HH3a IIPeMaA Kpajy * AHTena je mupokonojacna Ilojauare je 7-10 dBi Docsity.com Примери Е- и Н-равни • Код полуталасног дипола, било која вертикална (меридионална) раван је Е- раван, а екваторијална раван је Н-раван • Код лог-периодичне антене Е-раван је раван цртежа (електрично поље у правцу максимума, тј. удесно, паралелно је диполима), док је Н-раван управна на раван цртежа и садржи осу антене Docsity.com Конструкција лог-антене E ravan H ravan Лог-периодичне антене су честе у комерцијалним применама за пријем телевизијског програма. Код таквих антена су, из економских разлога, сви диполи истих дебљина. Двожични вод је у вертикалној равни и служи као носач кракова дипола. Уместо да се вод укршта, краци се наизменично постављају са једне и друге стране равни у којој је вод. -AHTEHC IIpumep JI0r Docsity.com Примена Јаги антена E ravan H ravan Смер највећег зрачења Јаги-антене су ускопојасне: релативни радни опсег је обично испод 10% Појачање је 5-16 dBi Поларизација је линијска Користе се за усмерене радио- везе, на пример, код бежичних рачунарских мрежа (WLAN) Постоје разне верзије јаги- антена за пријем телевизијског сигнала и FM радио станица Docsity.com Примери Јаги антена Docsity.com http://www.andrewhakman.dhs.org/yagi/ 2.4 GHz 15 dBi Yagi http://www.wimo.de Gain is relative to crossed dipole Frequency range 430-440 430-MO 1250-1300 1250-1300 1250-1300 2300-2450 2300-2450 MHz Gain (right hand 9,5 12,5 ii 13 15 i4 16 dB circular) Tuns 7 14 io zo “o 21 40 SWR 15 15 iS 15 15 iS 15 Max. power load iona 1iooo 500 500 1000 500 500 Watt Connector M-Buchse N-Buchse H-Buchse N-Buchse H-Buchse H-Buchse N-Buchse Max. mast diameter &0 60 sa sa sa &5 &5 rm Length 15 2,9 0,86 La 0,6 0,8 1,25 m diameter 45 45 22 22 &0x60 io io em 2,5 45 1 La 2,2 0,7 L1 Kg ad 125 225 izo z00 350 70 iio m I AlMgši 0,5, Serams VZA Docsity.com Crossed Yagi antennas for circular polarization and righthanded and lefthanded helical antennas Docsity.com Helical/helix antenna cookbook recipe for 2.4 GHz wavelans and/or WiFi applications The helix antenna, invented in the late forties by John Kraus (W8JK), can be considered as the genious ultimate simplicity as far as antenna design is concerned. Especially for frequencies in the range 2-5 GHz this design is very easy, practical, and, non critical. This contribution describes how to produce a helix antenna for frequencies around 2.4 GHz which can be used for e.g. high speed packet radio (S5-PSK, 1.288 Mbit/s), 2.4 GHz wavelans, and, amateur satellite (AO40). Developments in wavelan equipment result in easy possibilities for high speed wireless internet access using the 802.11b (aka WiFi) standard. http://helix.remco.tk/ Dr. Remco den Besten, PA3FYM Docsity.com MESSENGER The first electronically scanned phased-array antenna for a deep-space telecommunication application. The MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) spacecraft antenna array, consisting of eight slotted waveguides. MuKpoTpakacTe aHTeHe * [LnaapHu HM30BH CE TIPABE H Ca MHKPOTPAKACTHM AHTEHAMA * MuxkporTpakacTe aHTeHe MOry OuTH pa3Hux OOGJIMKA, HA TIPAMEP HH30BH TIPABOYyTAOHHKA * AHTEHa H TIOJIJIOTA TIPOJICTABJBAJY Pe30HATOP KOJH je OTBOpeH Ha 060/1y aaa aaa aaa EEE:  MuKkpoTpakacTe aHTeHe (2) * /lumeH3snHje cy THIIHUHO OKO A/2, rjle je A TAJIACHA /IY?KHHA Y JIHEJIEKTPHKY (CYIICTPATY ) * 3pauere aHTeH€ je NpeTeXKHO YBHC, Y NIPABIIY HOPMAJIHOM HA TIPOBO/IHY paBaH * Ilojaqare je THIIMUHO oko 8 dBi PedbJreKTOpCKE AHTEHC * AHTeHe BEOMA BCJIHKOT TIOja4aa, pezra BejuuuHe 30-60 dBi1 * IIpaBe ce Ha CJI4UHHM IIPHHIIMIIHMA KAO Y OIITHIIH, KOpHCTEhiH Ce peDIIEKTOPHMA MJIH JIMEJIEKTPHUHHM COHHBHMA * Hmajy BpJIO y34H TJIABHH JIHCT JiMjarpaMa 3pauea  IlapaGoJiuuHH pedDJIeKTOP IIpumMapHu u3Bop EM 3pauera MOXe OHTH JIEBAK-AHTEHA KOJA Ce IIOCTABJBA Y KH2KY OGPTHOT napaGoJonna u “oGacjaBa" ra. 360r BEJIHKHX JHMEH3Hja CHCTEMA y OJIHOCY Ha TAJIACHY IIY2KHHY, MOTyha je NpuOJImxHa aHaJIm3a reoMeTpujekoM ONTUKOM: 3PAK KOJH TIOJIA3H OJI NPHMAPHOT PAIMJATOPA, IIOCITE OJIOHJ AA O/I TIApAGOJIOMJIHOT PedbJIIeKTOPA, HIC NIAPAJIEJIHO OCH napaGoJonJa. Docsity.com Ширина листа • Ширина листа се дефинише као угао између праваца у којима је појачање антене 3 dB испод нивоа у максимуму зрачења • Ако су ширине листа у две ортогоналне равни, изражене у степенима, појачање је ][2][1 27000 °° ≈ αα G dBilog10 10 Gg = dB0 xzα yzα dB3− Docsity.com Ефективна површина • Ефективна површина антене са параболичним рефлектором је обично између 50% и 75% геометријске површине отвора параболоида • За дати пречник рефлектора, добија се 4 π 2dA = kAS =eff 75.05.0 ≤≤ k GS π λ = 4 2 eff eff2λ π4 SG = dBilog10 10 Gg = d Docsity.com Пример комерцијалне антене prime-focus dish offset dish 13 cm band 2.3 GHz to 2.6 GHz http://www.wimo.de Dish price 39.90 EUR 23 JESTI TDI MILJ Cc nfl]= GHz =10%;c=3x10%;f=2.4G6Hz; A = — H outtijz 0.125 dž npl= d=1/;A=z (=) S=kxA 2 Outfžje 0.392699 jd in In[3])= G= —— A2 out3je 315.827 I niij= g=10*Log[10,G] JI Out4l= 24.9945 Dish diameter 0,4f/d 045f/d O5A O5SHA O6f/d neni € Nm 20.5dBi ZidBi > 21.3dBi 21.2dBi zidBi D.Bm dn dn Gap &dBi_23.5dBi 2EdBi > Z25.4dBi 25.7dBi 25.4dBi 25.4dbj Docsity.com NASA Deep Space Network 70 m, 34 m, 26 m parabolic reflectors, up to 400 kW of power, 20 kW S-band (2-4 GHz) transmitter to command Voyager-1 and Voyager-2 spacecrafts NASA's Deep Space Network (DSN) is a collection of antennas at three sites around the globe used to communicate with interplanetary spacecraft missions. Docsity.com Врло велики антенски низ (VLA) VLA New Mexico The VLA is an interferometer; this means that it operates by multiplying the data from each pair of telescopes together to form interference patterns. RFID Impl Antenna SIZE The device is ll millimeters PRETA eomparablo to a grain of rice. TISSUE-BONDING CAP a pe Ena VRTI Ea PE mRrEMmi TN Et aveniji ma memrevemnnesu Paja DET TIK Aa EROSA DOT E IRENE NERINA to form a circuit that resonatas ar 134 kilohertz. [KH Pre EAT METI Mmm nes ET EV SEE G KZ NNEL repeat a 128-bit signal. The bits OT TERI MET van) amplitude—low to high or high to low. POETVS E NE nA VRS Ia of Cambridge, Mass. indicated that only 32 of the bits varied between any two VeriChips. The rest of the bits probably tell the reader when the PRVE error-checking or correction data.  Illra yTuue Ha npoMenHe? * HoBu copTBEp 34 TIPOJeKTOBAP€ AaHTEHA (CHMyJIALIMJY M OTNITHMH3ALIHJY ) * IIpenu3Huja MEpHa oripemMa * _HoBu 3aKOHCKH IIPOTIHCH KOJU CMAEyJY (DPEKBEHLIMJCKH OTICET TIPHJEMHHKA * Texa 34 CMAHHBAHBCeM /IHMEH3ZHJA Docsity.com Опсези • analog TV: low-VHF 54-88 MHz, high-VHF 174-216 MHz, UHF 470-606 MHz • digital TV: UHF < 698 MHz Docsity.com Silver Sensor (log-periodic) WLAN CTAHJIAP/JIH M TIPHMEHA Docsity.com Internetwork Roaming Seamless end-to-end Service Satellite Global Suburban Urban In- Building Pico-Cell Micro-Cell Macro-Cell Audio/visual Terminals Home-Cell Source:ITU TurHuuHe aHTeHe Docsity.com Wireless Technologies Map 100 M bp s 10 1 0.1 WANLANPAN Last 10 Feet Last MileLast 60 -100 Feet Bluetooth/ 802.15 Ethernet 802.11b Cable Modem ADSL 3G Cellular/ PCS HomeRF 2G Cellular/PCS Fixed Wireless (All Categories) Docsity.com Characteristics of selected wireless link standards 384 Kbps 56 Kbps 54 Mbps 5-11 Mbps 1 Mbps 802.15 802.11b 802.11{a,g} IS-95 CDMA, GSM UMTS/WCDMA, CDMA2000 .11 p-to-p link 2G 3G Indoor 10 – 30m Outdoor 50 – 200m Mid range outdoor 200m – 4Km Long range outdoor 5Km – 20Km Docsity.com Interference Signal Interference • Other 2.4 GHz equipment (Cordless Phones/Speakers/Rogue Access Points) • Radio/Cellular – Amateur radio, et al, can have licensed operation in2.4GHz bands • Humidity/Dampness/Water • X-Ray/MRI/Lab Equipment • Newer radio based fluorescent lighting • Intercom Systems • Fire/Security Alarm Systems • Computer Equipment • High Voltage • Microwave Ovens Physical Interference • Walls • Shelving • Shielding (Lead lined walls, Firewalls) • Paints/Wall Coverings Docsity.com What is WLAN? 802.11b – (2Mbps typical)– best interoperability today 802.11g – standard completed May 2003 –supposedly better security but still uses WEP 802.11a–new standard – UNII1 and UNII 2– less interference, more channels (10) , does not currently interoperate with 802.11b / g 802.11N – NEXT new standard – 100Mbps – targeted for high bandwidth apps like HDTV or streaming video. Utilizes MIMO, spectrum still in debate. Docsity.com • 802.11a: 5 GHz, 54 Mbps • 802.11b: 2.4 GHz, 11 Mbps • 802.11d: Multiple regulatory domains • 802.11e: Quality of Service (QoS) • 802.11f: Inter-Access Point Protocol (IAPP) • 802.11g: 2.4 GHz, 54 Mbps • 802.11h: Dynamic Frequency Selection (DFS) and Transmit Power Control (TPC) • 802.11i: Security • 802.11j: Japan 5 GHz Channels (4.9-5.1 GHz) • 802.11k: Measurement WLAN IEEE 801.11 Standards: WiFi Docsity.com M radius ofcoverage S SS P P P P M S Master device Slave device Parked device (inactive)P 802.15: personal area network • less than 10 m diameter • replacement for cables (mouse, keyboard, headphones) • ad hoc: no infrastructure • master/slaves: – slaves request permission to send (to master) – master grants requests • 802.15: evolved from Bluetooth specification – 2.4-2.5 GHz radio band – up to 721 kbps