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PPS Antennas Mobilfunkantenne für Basisstation Sommer 2008

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

  1. PPS AntennasMobilfunkantenne für BasisstationSommer 2008

  2. Antennengrundlagen Versuchsaufbau Simulation Ablauf des Seminars Allgemeine Informationen Einführungsveranstaltung

  3. 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

  4. Antennas Grundlagen - Antenne Richtfaktor (Directivity) Fernfeldabstand Eingangsimpedanz, Reflexionsfaktor Gewinn (Gain)

  5. 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

  6. 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

  7. 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

  8. 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.

  9. 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

  10. Simulation Yagi – Antenne Oberflächenströme

  11. Simulation Yagi – Antenne Elektrisches Feld

  12. Simulation Fernfeldberechnung – Anpassung

  13. Simulation Richtdiagramm Darstellung Kartesische Darstellung 3D Darstellung

  14. Versuchsaufbau Versuchsaufbau

  15. Versuchsaufbau Funktionsweise

  16. Einarbeiten in Grundlagen der Antennenkunde Simulationssoftware Hochfrequenzmesstechnik Erfolgreicher Vergleich von Simulation und Messung Optimierung der Antennengeometrie Ablauf Ziele

  17. Ablauf Ablauf des Seminars Grundlagen erarbeiten Theorie Simulation Messung Optimierung Praxis Präsentation und Bericht Nachbearbeitung

  18. 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

  19. 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, (cbeyer@ifh.ee.ethz.ch), x27625, ETZ-K87 Oliver Lauer, (lauero@ifh.ee.ethz.ch), x23128, ETZ-K87 Infos Allgemeine Informationen

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