안테나_자동측정장비_보고서

목차

1. 목적

2. 실험개요

2. 실험데이터

3. 결과분석 및 결론

4. 소감

본문내용

7. 송신 안테나와 수신 안테나를 아래 그림처럼 서로 마주 놓아라. 또한 아래 그림처럼 두 안테나 사이의 거리를 R=80cm가 되도록 하여라. 이때 두 안테나의 높이가 서로 같고 정확하게 마주보도록 맞추어야 한다.
8. RF 발생기를 다음과 같이 조정한다.
10Ghz OSILLATOR MODE : 1Khz
10Ghz OSILLATOR RF POWER : off
1 Ghz OSILLATOR RF POWER : off
9. RF 발생기와 전원공급기의 전원을 ON 한다.
10. 컴퓨터에 설치된 안테나 방사패턴 측정 소프트웨어인 “LVDAM-ANT 프로그램”을 실행시킨다.
11. 방사패턴이 보기 좋게 나타날 수 있도록 감쇠량을 잘 조절하여 수신신호의 크기가 0dB보다 약간 작아지게 한 다음 방사패턴을 측정한다.
12. 이번에는 송신 안테나와 수신 안테나를 90도 만큼 올린다음에 방사패턴을 측정하여라.
(E.P 변경하여 둘다 측정)
13. 큰 혼 안테나, 작은 혼 안테나, 큰 삼각렌즈 안테나, 작은 삼각렌즈 안테나 위 실험을 반복한다.
2. 실험데이터
방사패턴 측정 소프트웨어인 [LVDAM-ANT]를 사용하여 측정.
E
H
MSL
-0.75
-0.55
MSP
0
4
HPBW
51.76
47.37
1. LVDAM-ANT로 측정한 큰 혼 안테나 방사 패턴- 극좌표

<큰 혼 안테나 2D><큰 혼 안테나 3D>
2. LVDAM-ANT로 측정한 작은 안테나 방사 패턴- 극좌표
E
H
MSL
-0.55
-0.62
MSP
1
0
HPBW
28.74
37.76

<작은 혼 안테나 2D그림><작은 혼 안테나 3D그림>
E
H
MSL
-1.10
-0.98
MSP
0
0
HPBW
42.47
49.08
3. LVDAM-ANT로 측정한 긴 삼각렌즈 안테나 방사 패턴- 극좌표
<긴 삼각렌즈 안테나 2D그림><긴 삼각렌즈 안테나 3D그림>
4.LVDAM-ANT로측정한짧은삼각렌즈안테나방사패턴-극좌표
E
H
MSL
-0.75
-0.55
MSP
0
4
HPBW
51.76
47.37
<짧은 삼각렌즈 안테나 2D그림><짧은 삼각렌즈 안테나 3D그림>
3. 결과분석 및 결론
방사패턴은 그림과 같이 major, minor, side 그리고 back lobe 등으로 구성된다. Main beam이라 불리기도 하는 major lobe는 최대 방사가 이루어지는 방향의 lobe를 의미한다.
Major lobe를 제외한 다른 모든 lobe들은 minor lobe로 분류되며, main lobe의 반대쪽에 있는 back lobe와 기타의 side lobe들로 구성되어 있다.
Minor lobe들 중에 크기가 대체로 큰 것들인 side lobe들은 일반적으로 major lobe에 대한 전력밀도의 비로써 표현되어지며 side lobe ratio 또는 side lobe level이라 불린다. 일반적으로 side lobe level은 보통의 경우 -20 dB 또는 그 이하가 되도록 안테나를 설계한다.
main lobe의 최대 전력 밀도의 1/2이 되는 두 각도 사이의 폭을 빔폭(HPBW)라 하는데 각 안테나 별로 아래 결과와 같은 HPBW가 측정되었다.
안테나
E HPBW
H HPBW
큰 혼안테나
51.76
47.37
작은 혼안테나
28.74
37.76
긴 삼각렌즈 안테나
42.47
49.08
짧은 삼각렌즈 안테나
51.76
47.37
이 데이터를 보아 안테나별 방사되는 main lobe 가 가장 넓은 안테나는 짧은 삼각렌즈 안테나로 나왔으며 작은 혼안테나가 가장 main lobe 가 좁게 측정 되었다.
같은 종류의 같테나별로 비교하면 혼안테나 중에서도 큰 혼안테나가 더 넓은 방사폭을 가짐을 알수있었고, 삼각렌즈 안테나중에서는 짧은 삼각렌즈 안테나가 긴 삼각렌즈 안테나보다 넓은 방사폭을 가짐을 알수있었다.
전 실험에서는 방위각 표시기를 손으로 돌리기 때문에 각도 간격이 크고 정확도가 떨어진다. 하지만 이 실험에서는 자동으로 각을 돌리기 때문에 손으로 측정하는 것에 비해 조밀한 측정이 가능하다.
또한 측정 시 수평 수직면만 바꿔줌으로써 E, H 면을 간단하게 변경하여 측정 후 프로그램 내에서 E, H 를 설정해줄수 있었고, 측정된 데이터로 같은 극좌표/직각/2D/3D면에 한번에
E.H면을 한번에 나타내준다.
측정시 각 lobe 들의 좌우 비대칭 및 같은 안테나 반복 실험시에 작은 오차들이 일어나는 이유는 좁은 실험실 안에 여러 조가 실험하였기에 다른조의 송신기의 영향때문도 있을수 있으며, 장비 주변의 전자장비들과 벽, 사람 들로 인해 신호의 반사가 일어 날수 있기 때문이다.
이를 방지하기 위해 정확한 안테나방사패턴 실험실에는 실험실 내부의 뾰족한 형체의 방으로 이루어진 곳 내부에서 실험을 한다고 한다. 반사파가 일어나고 그 뾰족한 형체의 반사될때 실험실 내부로는 반사가 되지 않게하여 안테나의 실험에 영향을 미치제 못하게 하기 위함이다.
결과적으로 안테나의 크기 및 형태(큰 혼안테나, 작은 혼안테나, 긴 삼각렌즈, 짧은 삼각렌즈)에 따라 방사 패턴의 모양과 main lobe 범위(크기)또한 각기 다른것을 확인하였다.
안테나공학 책(30p)서와 같이 안테나는 수많은 점 전원 안테나가 배열로 분포되어 있는 것으로 볼수 있으며, 이는 어떻게 배열되어 있는 안테나인가에 따라 방사패턴이 달리진다는 이론을 확인하였다.
4. 소감
전 실험(1), (2)의 경우 일일이 방위 표시기를 손으로 돌려가며 실험하였는데 기계보다 오차도 더 한것이 사실이고 일일이 한다는 것이 고생스러웠다. 하지만 이번 고가의 장비를 이용하여 컴퓨터로 조작하여 자동으로 방사패턴을 측정해보니 알게모르게 뿌듯함?도 느껴졌고 무언가 멋있고 보이기까지 했다. [LVDAM-ANT] 프로그램을 깔아서 학교에서 실습한 데이터를 집에서도 열람하여 여러 가지 극좌표/ 직각좌표/ 2D/ 3D 등으로 관찰하면서 관련분야 사람이 아니면 이런 프로그램이 있다는 것조차 모를만큼 희귀한 프로그램이지만, 나는 이런 프로그램을 만져보았다는 뿌듯함을 느꼈다.

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