Pps antennas mobilfunkantenne f r basisstation sommer 2008
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PPS Antennas Mobilfunkantenne für Basisstation Sommer 2008. Antennengrundlagen Versuchsaufbau Simulation Ablauf des Seminars Allgemeine Informationen. Einf ührungsveranstaltung. Antenne:

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PPS Antennas Mobilfunkantenne für Basisstation Sommer 2008

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Presentation Transcript


Pps antennas mobilfunkantenne f r basisstation sommer 2008

PPS AntennasMobilfunkantenne für BasisstationSommer 2008


Einf hrungsveranstaltung

Antennengrundlagen

Versuchsaufbau

Simulation

Ablauf des Seminars

Allgemeine Informationen

Einführungsveranstaltung


Antennas grundlagen

Antenne:

Komponente die elektromagnetische Energie aus dem freien Raum aufnimmt und in eine Leitung abgibt - oder andersrum (Reziprozität)

Antennas

Antennas Grundlagen

Leitung

Antenne

Freiraum

E-feld Amplitude

in der E-Ebene:

Quelle

E-plane


Grundlagen antenne

Antennas

Grundlagen - Antenne

Richtfaktor (Directivity)

Fernfeldabstand

Eingangsimpedanz, Reflexionsfaktor

Gewinn (Gain)


Pps antennas mobilfunkantenne f r basisstation sommer 2008

Antennas

Verschiedene Antennentypen

1) Drahtantennen

Dipole

Schleifen

Helix

Elektrisch klein:

Resonant:

Breitband:

≈ l/2

<<l

<<l

- Geringe Direktivität

- Geringer Wirkungsgrad

- Kleiner Eingangswiderstand

- Hohe Eingangsreaktanz

  • Reelle Eingangsimpedanz

  • Schmalbandig

- Bandbreite >2:1

- Beispiel:

Log periodic dipole Array

Einsatzgebiet: niedrige Frequenzen


Pps antennas mobilfunkantenne f r basisstation sommer 2008

Antennas

2) Aperture Antennen

- Mikrowellen und Millimeterwellenfrequenzbereich

- Gute Richtcharakteristik

- Grösse: einige Wellenlängen

- Mittlere Bandbreite

- Kompatibel mit Hohlleitertechnik

Pyramidal

horn

Rectangular

waveguide

Conical

horn

3) Microstrip Antennen

- Seit den 70ern

- Mikrowellen und Millimeterwellenfrequenzbereich

- Billig, flach

- Kompatibel mit PCB Technik

- Sehr praktisch

- Resonierend (kleine Bandbreite)

- Schlechter Wirkungsgrad

Rectangular

Patch

Circular

Patch


Basisstation f r mobilfunk

Antennas

Basisstation für Mobilfunk

GSM

880 - 960 MHz

1710 - 1880 MHz

max. Leistung: 2 W

UMTS

1920 – 1980 MHz uplink

2110 – 2165 MHz downlink

max. Leistung: 0.25 W

Wlan

2412 – 2484 MHz

max. Leistung: 0.1 W


Simulationssoftware hfss

Simulation

Simulationssoftware HFSS

  • Ansoft – HFSS (High Frequency Structure Simulator)

  • Finite Elemente (FEM) im Frequenzbereich

  • CAD Oberfläche zur Eingabe der Geometrie

  • Automatische Volumendiskretisierung mit Tetraedern

  • Frequenzbereichssolver berechnet Felder im ganzen Raum

  • Postprozessor stellt Felder, Klemmengrössen und Richtdiagramme dar.


Simulationssoftware cst microwave studio

Simulation

Simulationssoftware CST Microwave Studio

  • Finite Integration Time Domain

  • Finite Integration Frequency Domain

    • Eigenmode solver

  • Unterstützt verschiedene Meshtypen

  • CAD Oberfläche zur Eingabe der Geometrie

  • Automatische Diskretisierung des Volumens


Yagi antenne

Simulation

Yagi – Antenne

Oberflächenströme


Yagi antenne1

Simulation

Yagi – Antenne

Elektrisches Feld


Fernfeldberechnung anpassung

Simulation

Fernfeldberechnung – Anpassung


Richtdiagramm darstellung

Simulation

Richtdiagramm Darstellung

Kartesische Darstellung

3D Darstellung


Versuchsaufbau

Versuchsaufbau

Versuchsaufbau


Funktionsweise

Versuchsaufbau

Funktionsweise


Ziele

Einarbeiten in Grundlagen der

Antennenkunde

Simulationssoftware

Hochfrequenzmesstechnik

Erfolgreicher Vergleich von Simulation und Messung

Optimierung der Antennengeometrie

Ablauf

Ziele


Ablauf des seminars

Ablauf

Ablauf des Seminars

Grundlagen erarbeiten

Theorie

Simulation

Messung

Optimierung

Praxis

Präsentation und Bericht

Nachbearbeitung


Zeitplan

10. KW Grundlagen der Antennentechnik

- EMF 1 Praktikum

- Besuch der Messkammer

11. KW Kennenlernen von Simulationsoftware

- Einführung in FEKO

- Präsentation der Aufgabenstellung

12. / 13. KW Erste eigene Simulationen

15. KW Einführung in Antennenmesstechnik

- Analyse des Messaufbau – Fehlerquellen

- Messung der ersten Konfigurationen

16. – 20. KW Optimierung und Verifizierung des Antennendesigns

21. KW Präsentation der Ergebnisse

- Präsentation der Ergebnisse

- Abgabe des Berichts

Ablauf

Zeitplan


Allgemeine informationen

Homepage:

http://www.ifh.ee.ethz.ch/~fieldcom/pps-antenna/

Simulationssofware Feko:

http://www.feko.info

Literatur:

„Antenna Theory, Analysis and Design”, Constantin A. Balanis, 1997

„Antennenbuch”, Karl Rothammel, 1984

Versuchsanleitung Fachpraktikum Antennen und Wellenausbreitung (AW, EMF1)

Skript „Felder und Komponenten II“

Kontakt:

Christian Beyer, ([email protected]), x27625, ETZ-K87

Oliver Lauer, ([email protected]), x23128, ETZ-K87

Infos

Allgemeine Informationen


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