ENE324 การทดลองเรื่อง การวัดรูปแบบการแพร่คลื่นของสายอากาศ
(Antenna Radiation Pattern Measurement)
วัตถุประสงค์:
1. ศึกษาการใช้เครื่องวิเคราะห์แถบความถี่ในการวัดความแรงสัญญาณ
2. ศึกษาตัวแปรต่างๆ ในการรับสัญญาณของสายอากาศ
3. แสดงรูปแบบการแพร่กระจายคลื่น จากการทดลอง
อุปกรณ์ในการทดลอง:
1. สายอากาศแบบ slot และ Parabolic
2. ออสซิเลเตอร์แบบ
Dielectric Resonant Oscillator ความถี่ 5.8 GHz
3. Spectrum Analyzer
4. สายนำสัญญาณ
5. เครื่องหมุนสายอากาศและวัดมุม
6. Power Supply
ขั้นตอนการทดลอง:
1. ติดตั้งอุปกรณ์รับ และส่งสัญญาณ ที่ความถี่ 5.8 GHz ใช้ แรงดันไฟเลี้ยง 5V ดังรูป
2. ทดลองส่งสัญญาณ
5.8 GHz ด้วยการตั้งระนาบจานส่งสัญญาณแบบ Parabolic ในระนาบ vertical และ จานรับสัญญาณแบบรับในระนาบ Horizontal โดยการหมุนจานรับ
3. วัดสัญญาณจากมุม
0 องศา จนถึงมุม 180 องศา บันทึกค่าแอมปลิจูดของยอดคลื่นลงในตาราง4. วาดกราฟความสัมพันธ์ Front to back Ration (F/B) ของสัญญาณ กับค่ามุมที่จานรับสัญญาณหมุนไปในรูปแบบ Polar และ Rectangular โดยเทียบจุดที่มีค่าแอมปลิจูดสูงสุดให้เป็น 0 dB แล้ว มุมอื่นมีค่าลดลงเป็นสัดส่วนตามลำดับ
5. ใช้สายอากาศแบบ Slot และเปลี่ยนจานรับแบบParabolicจากระนาบHorizontal เป็นVertical โดยการหมุนจานรับสัญญาณจากมุม 0องศา จนถึงมุม 180 องศา บันทึกค่าแอมปลิจูดของยอดคลื่นลงในตาราง
6. ทำการวาดกราฟการแพร่กระจายคลื่น และแสดง Front to back Ration (F/B) ของสายอากาศ
ผลการทดลอง:
ตารางบันทึกผลการทดลอง ความแรงสัญญาณ (dBm)
Angle
|
Horizontal
polarization Level(dBm)
|
Vertical
polarization Level(dBm)
|
0
|
-42.89
|
-60.1
|
5
|
-45.98
|
-66.34
|
10
|
-63.45
|
-78.1
|
15
|
-63.6
|
-77.45
|
20
|
-64.4
|
-77.5
|
25
|
-71.5
|
-84.8
|
30
|
-72.22
|
-85.59
|
35
|
-74.57
|
-84.35
|
40
|
-73.8
|
-85.67
|
45
|
-67.71
|
-81.47
|
50
|
-65.08
|
-80.6
|
55
|
-68.44
|
-83.1
|
60
|
-76.07
|
-85.48
|
65
|
-68.58
|
-82.47
|
70
|
-68.22
|
-81.54
|
75
|
-70.79
|
-83
|
80
|
-72.43
|
-84.6
|
85
|
-73.78
|
-84.5
|
90
|
-69.74
|
-84.2
|
95
|
-70.87
|
-84.7
|
100
|
-68.85
|
-82.99
|
105
|
-71.61
|
-83.2
|
110
|
-73.64
|
-85.6
|
115
|
-75.04
|
-86.3
|
120
|
-71.18
|
-84.6
|
125
|
-74.69
|
-86
|
130
|
-74.28
|
-85
|
135
|
-75.71
|
-86
|
140
|
-78.39
|
-85.6
|
145
|
-72.45
|
-89.22
|
150
|
-78.59
|
-91.67
|
155
|
-78.92
|
-88.09
|
160
|
-70.49
|
-89.53
|
165
|
-76.9
|
-81.51
|
170
|
-77.04
|
-79.74
|
175
| ||
180
| ||
185
| ||
190
| ||
195
| ||
200
|
-69.69
|
-83.2
|
205
|
-77.25
|
-84.4
|
210
|
-72.85
|
-86.71
|
215
|
-74.19
|
-87.98
|
220
|
-79.41
|
-85.15
|
225
|
-84.44
|
-86.99
|
230
|
-80.65
|
-85.2
|
235
|
-71.19
|
-86.4
|
240
|
-74.06
|
-82.1
|
245
|
-69.64
|
-85.32
|
250
|
-72.65
|
-84.25
|
255
|
-71.75
|
-83.9
|
260
|
-71.03
|
-90
|
265
|
-73.51
|
-86.4
|
270
|
-73.5
|
-85.99
|
275
|
-72.67
|
-89
|
280
|
-70.36
|
-86
|
285
|
-68.13
|
-87.7
|
290
|
-71.27
|
-85.23
|
295
|
-77.74
|
-84.93
|
300
|
-66.99
|
-84.06
|
305
|
-70.09
|
-82.4
|
310
|
-69.27
|
-84.3
|
315
|
-71.8
|
-91.7
|
320
|
-71.73
|
-87.9
|
325
|
-72.73
|
-85.21
|
330
|
-72.15
|
-89.84
|
335
|
-64.4
|
-80.5
|
340
|
-63.36
|
-78.24
|
345
|
-64.55
|
-80.73
|
350
|
-77.98
|
-79.26
|
355
|
-49.69
|
-64.68
|
-Horizontal
polarization
กราฟการแพร่กระจายคลื่นรับด้วยระนาบ Horizontal
กราฟ RPE แบบ rectangular รับด้วยระนาบ Horizontal
-Vertical polarization
กราฟการแพร่กระจายคลื่นการรับด้วยระนาบ vertical
กราฟ RPE แบบ rectangular รับด้วยระนาบ vertical
-ค่าต่างๆที่คำนวณได้จากการทดลอง
สรุปผลการทดลอง
จากการทดลอง พบว่าเมื่อตั้งจานรับสัญญาณแบบ Horizontal
กับ แบบ Vertical
ที่รับสัญญาณจากเครื่องส่งที่ 0
องศา
จะทำให้จานรับสัญญาณสามารถรับสัญญาณได้แรงที่สุด และ
เมื่อปรับมุมการรับสัญญาณของจานรับสัญญาณ ไปที่มุมต่างๆ ตั้งแต่ 0-355 องศา จะมีการลดทอนของสัญญาณเกิดขึ้นไปตามกราฟที่ได้จากผลการทดลองวิจารณ์ผลการทดลอง
การตั้งจานรับสัญญาณแบบ Horizontal กับ แบบ Vertical มีความแตกต่างกัน โดยแบบ Horizontal จะทำการปรับแกนตรงกลางของจานให้ขนานกับพื้น ส่วนแบบ Vertical จะทำการปรับแกนตรงกลางของจานให้ตั้งฉากกับพื้น จะเห็นว่าเครื่องรับสัญญาณสามารถรับสัญญาณได้ทั้งระนาบ Vertical และ Horizontal เนื่องจากเครื่องส่งสัญญาณไม่สามารถส่งสัญญาณออกมาในระนาบเดียวได้ แต่เราสามารถนำค่าที่วัดได้มาเปรียบเทียบกันว่าระนาบใดสามารถรับสัญญาณได้แรงกว่ากัน การปรับองศาของจานรับสัญญาณทำให้ค่าของสัญญาณที่รับได้แตกต่างกันแสดงว่าจานรับสัญญาณนั้นมีอัตราป้องกันสัญญาณ รบกวนในทิศทางต่างๆมากน้อยต่างกัน
และการหาค่าFront to back Ration อาจเกิดความคาดเคลื่อนได้เนื่องจากไม่สามารถค่าที่มุม 175-195องศา
